Революция, совершенная в химии,
т. е. открытие периодического закона,
чрезвычайно сильно стимулировало
дальнейшее развитие химии,
дальнейшую работу...
по накоплению и систематизации
все нового и нового опытного
материала в области учения
о веществе.
Академик Бонифатий Кедров
Надо сказать, дорогой читатель, что в то время существовало несколько способов классификации элементов. Но все они не учитывали соотношения атомных масс и свойств. Так, делили элементы по свойствам на металлы и неметаллы, металлоиды. Помните, как это делал Берцелиус — располагал элементы в ряд, с одного конца которого находились «положительно заряженные», а с другого конца — «отрицательно заряженные» элементы. Выстраивали также известные элементы по величине их атомной массы, но без всякой глубокой мысли, лишь для учета, да притом атомные массы были известны неточно.
Наиболее распространенным было деление химических элементов на естественные группы по общности их свойств. Например, утвердились группы щелочных и щелочноземельных металлов, группы кислорода, азота, углерода, галоидов-галогенов, группы меди, цинка, семейств железа и платиновых металлов. Другие металлы стояли особняком или могли быть отнесены к разным группам. Все эти элементы были довольно хорошо изучены, их атомные веса подсчитаны с большей или меньшей точностью.
Но существовали еще семейство редкоземельных элементов и еще несколько элементов, атомные массы которых были подсчитаны очень приближенно, с большими ошибками, доходившими до пятиста и более процентов. Такая сложилась обстановка в общих познаниях того времени по всем открытым элементам. Часто их в списках располагали вообще субъективно — по алфавиту. Например, в первом выпуске «Основ химии» и сам Дмитрий Иванович дал список с краткими описаниями элементов по алфавиту, начиная с серебра (аргентум) и кончая цирконием.
В первой части «Основ химии» Менделеев рассматривал элементы по принципу атомности (валентности), пока еще не придавая значения атомным массам. Но в дальнейшем уже наметилась очень неровная, но все выравнивающаяся дорога к открытию.
Он сравнивал и сопоставлял галогены фтор, хлор, бром и йод, выясняя важность величины атомной массы как убедительного признака каждого из элементов. В конце второго выпуска он писал: «Если мы сравним четыре рассмотренные нами элемента: фтор, хлор, йод и бром, то можем видеть в них весьма замечательный пример сходственных соединений, отличающихся между собой физическими свойствами и в том же самом порядке, в каком они отличаются атомным весом».
Далее, в начале второй части, т. е. в третьем выпуске, начатом в первые дни 1869 года, после поездки на сыроварни, Менделеев, начав рассмотрение щелочных металлов, сопоставляет их с уже рассмотренными галогенами на предмет образования их солей и заключает, что «эти элементы столь же сходны с натрием, как бром, фтор и йод с хлором...». Он также отмечает, что атомные массы щелочных металлов можно расположить по величине их для того, чтобы судить об относительных свойствах сходственных соединений тел этой группы.
Причина остановки и раздумья Менделеева после рассмотрения щелочных металлов заключалась в том, что он засомневался: действительно ли нужно описывать элементы по их валентности. Он стал искать — как же перейти от описания щелочных элементов к остальным...
Вот здесь-то в течение 17 февраля 1869 года, когда Дмитрий Иванович почти буквально сидел на чемоданах, вынужденный срочно ехать в новую поездку на тверские сыроварни, он и совершил одно из величайших открытий века. Его спешка усугублялась тем, что в Подмосковье, где ждали лета посевы опытного поля, началась до странности теплая погода, после которой могли грянуть морозы и погубить молодые ростки. На карту были поставлены результаты трех лет опытов с минеральными удобрениями. В такой нервозной обстановке мозг ученого работал напряженно и лихорадочно: мелькнула идея, которую хотелось до поездки отработать и довести до конца.
16 февраля, в воскресенье, весь день был посвящен сборам, так как назавтра, 17 февраля, Дмитрий Иванович собирался выехать. Но вот еще незадача: он получил и корректуру второго выпуска «Основ химии»!
Менделеев разрывался на части: все надо было делать в считанные часы, чтоб не подвести Вольное экономическое общество и в то же время закончить корректуру. Он работал ночью и урывками между хлопотами. Как раз в этот момент Дмитрий Иванович и раздумывал над продолжением третьего выпуска «Основ химии».
Вот здесь-то ученый и почувствовал: пора найти зависимость между свойствами элементов и атомной массой.
17 февраля, в понедельник, научный поиск так захватил Дмитрия Ивановича, что он, несмотря на острую необходимость ехать, отложил поездку. Чутье исследователя подсказало ему, что поиск не напрасен, что решение витает в воздухе, ждет своего часа.
Итак, 17 февраля Менделеев сделал сопоставление групп галогенов и щелочных металлов. В этом был решающий шаг к созданию таблицы периодичности. Он попробовал найти закономерность в разности атомных масс обеих групп и вскоре включил в сопоставление и группу щелочноземельных металлов — кальция, магния, кадмия.
Известно, что когда Дмитрий Иванович начал писать «Основы химии», он изучил многие элементы, в том числе довольно редкие, такие, как молибден, вольфрам, титан и уран. Он великолепно знал общеизвестные в то время элементы. Знать элемент — значит уметь охватывать взглядом весь комплекс его соединений и свойств, все свойства самого элемента и химические возможности, то есть активность элемента. Именно эти знания и потребовались Менделееву 17 февраля.
Теперь, при сопоставлении различных групп элементов, Менделеев стал располагать известные группы элементов в порядке возрастания или убывания их атомной массы, одновременно учитывая их химическую активность, способность образовывать соли и окислы.
Необходимо было гигантское напряжение сил, необыкновенный дар провидения и опыт систематизации, чтобы в этом величайшем хаотическом нагромождении информации — не всегда окончательных свойств, довольно приближенных атомных масс, не всегда определенной валентности — отыскать, выкристаллизовать единый костяк будущей таблицы.
И мозг Менделеева, с необычайной интенсивностью работавший в тот день, в лихорадочной спешке совмещавший заботы о поездке и о решении трудно поддающейся логической задачи, великолепно одолел этот тяжелый, мучительно напряженный момент.
Постепенно вырисовывалась стройная, хотя и с некоторыми натяжками, общая картина: старые знакомые — элементы, располагаясь по свойствам и атомной массе, являли собой строгую определенность, создавая захватывающую обширную панораму — величайшее поле деятельности для будущего.
В этой стройной системе обнаруживались «белые пятна», пробелы, которые, как подсказывали Менделееву логика и интуиция, были местами новых, неизвестных, неведомых еще людям элементов. Дмитрий Иванович назвал их потом условно экабором, экаалюминием, экасицилием.
День 17 февраля 1869 года стал историческим днем, с которого ведет свое существование закон периодичности химических элементов. Он гласил, по мысли Менделеева:
Свойства простых тел, а точнее, формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от атомных весов элементов...
Последующие дни Дмитрий Иванович посвятил обработке полученных данных, уточнению атомных весов и подготовке публикации всего открытия. Материалы его он свел в краткую таблицу и, отпечатав типографским способом на аккуратном листке, разослал ее крупнейшим химикам Европы.
К началу марта он подготовил эти материалы для сообщения в Русском химическом обществе. Заседание назначили на 6 марта, но Менделеев его не дождался. Поручив сообщение своему другу Николаю Александровичу Меншуткину, он поехал на сыроварни и в Боблово.
Сообщение об открытии периодичности Меншуткин прочитал в отсутствие автора. Открытие в тот момент члены Общества встретили равнодушно — приняли к сведению, не придав значения.
Аудитория и общественность не были подготовлены к восприятию такой необыкновенной мысли.
Периодическому закону, открытому Менделеевым, потребовались долгие годы, чтобы заставить поверить в себя, убедить скептиков и тугодумов...
Ничто не говорило о том, что в жизни Менделеева произошел своеобразный перевал. Ничто не изменилось в отношении к нему всех окружающих. Скромность не позволяла Менделееву кричать об открытии на всех перекрестках. Даже в университетских лекциях Дмитрий Иванович никогда не выпячивал своего имени, говоря о периодичности.
Он знал, что лучший способ утвердить открытие — это еще большая, еще более напряженная работа над материалом открытого закона. И Менделеев усиленно работал. В это лето он трудился в Боблово с прекрасным настроением.
Добавить комментарий