Менделеев

Но больше всего поражало Менделеева равнодушие к тому, о чем сам он на склоне лет с гордостью писал: «Это был риск, но правильный и успешный». Убежденный в истинности периодического закона, он в разосланной многим химикам мира статье не только смело предсказал существование трех еще неоткрытых элементов, но и описал самым подробнейшим образом их свойства. Увидев, что это изумительное открытие тоже не заинтересовало химиков, Дмитрий Иванович предпринял было попытку сделать все эти открытия сам. Он съездил за границу для закупки минералов, содержащих, как ему казалось, искомые элементы. Он затеял исследование редкоземельных элементов. Он поручил студенту Н. Бауэру изготовить металлический уран и измерить его теплоемкость. Но масса других, научных тем и организационных дел нахлынула на него и легко отвлекла от работы, несвойственной складу его души. В начале 1870-х годов Дмитрий Иванович занялся изучением упругости газов и предоставил времени и событиям испытывать и проверять периодическую систему элементов, в истинности которой сам он был совершенно уверен.

«Писавши в 1871 году статью о приложении периодического закона к определению свойств еще не открытых элементов, я не думал, что доживу до оправдания этого следствия периодического закона, — вспоминал в одном из последних изданий «Основ химии» Менделеев, — но действительность ответила иначе. Описаны были мною три элемента: экабор, экаалюминий и экасилиций, и не прошло еще 20 лет, как я имел величайшую радость видеть все три открытыми…» И первым из трех был экаалюминий — галлий.

20 сентября 1875 года французский химик А. Вюрц на заседании Парижской академии вскрыл пакет, присланный на его имя, и зачитал письмо своего ученика П. Лекока де Буабодрана. «Между тремя и четырьмя часами ночи 27 августа 1875 года, — писал молодой исследователь, — я нашел признаки возможного существования нового элементарного вещества в продуктах, содержащихся в исследовавшейся мною обманке из Пьеррфитта…»

Когда на глаза Дмитрию Ивановичу в Докладах Парижской академии попалась заметка Лекока де Буабодрана, он сразу увидел, что открыт экаалюминий. «Элемент, открытый недавно Лекоком де Буабодраном и названный им галлием, — говорил он 6 ноября на заседании Русского химического общества, — 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 назад». Одновременно Менделеев отправил письмо Буабодрану и заметку в Доклады Парижской академии. Поводом для письма и заметки послужили неточности, содержащиеся в сообщении французского химика; был неправильно охарактеризован ряд свойств галлия и его соединений. И настолько Дмитрий Иванович был убежден в своем периодическом законе, что он, никогда не державший в руках ни крупицы галлия и никогда не видавший его спектра, взялся поправлять человека, который в 1875 году считал себя знающим о галлии больше, чем кто-либо в мире.

Нетрудно представить себе раздражение Лекока де Буабодрана, когда неизвестный ему петербургский ученый взялся оспаривать и даже исправлять его измерения. Особенно обидным показалось французскому химику то, что Менделеев не только усомнился в измеренной им, Буабодраном, плотности галлия, равной 4,7, но даже указал, что она должна быть 5,9–6,0. Раззадоренный Буабодран со своим помощником Э. Юнгфлейшем снова взялся за эксперименты, и, когда через несколько месяцев он получил галлий в количествах, достаточных для более точных измерений, он с удивлением убедился, как поразительно точно полученные им числа совпадают с менделеевскими предсказаниями.

Итогом этого заочного спора было полное обоюдное удовлетворение. «Я думаю, нет необходимости настаивать на огромном значении подтверждения теоретических выводов г. Менделеева относительно плотности нового элемента» — так заключил свои исследования Лекок де Буабодран. «Эта статья показывает как мою научную смелость, так и мою уверенность в периодическом законе. Все оправдалось. Это мне имя» — так оценил свою заметку в Докладе Парижской академии Дмитрий Иванович.

Открытие галлия придало периодической системе ореол той драматичности, которая способна взволновать не только специалиста-химика, но любого человека, интересующегося судьбами и путями науки. «Экаалюминий получил свою реализацию в галлии, — писал тогда Ф. Энгельс. — Менделеев, применив бессознательно гегелевский закон о переходе количества в качество, совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты — Нептуна» [2].

Кроме Энгельса, открытие Менделеева с открытием Леверье сравнивали многие ученые, и это дало повод Николаю Николаевичу Бекетову высказать и свое мнение: «Открытие Леверье есть не только его слава, но главным образом слава совершенства самой астрономии, ее основных законов и совершенства тех математических приемов, которые присущи астрономам. Но здесь, в химии, не существовало того закона, который позволял бы предсказывать существование того или другого вещества… Этот закон был открыт и блестяще разработан самим Д. И. Менделеевым».

Но широкую общественность поразили не эти тонкости. Ее поразила красота и мощь научного предвидения. «Менделеев объявляет всему миру, что где-то во вселенной… должен найтись элемент, которого не видел еще человеческий глаз, — писал К. Тимирязев, — этот элемент находится, и тот, кто его находит при помощи своих чувств, видит его на первый раз хуже, чем видел его умственным взором Менделеев».

Отношение к периодическому закону и системе сразу переменилось после открытия галлия. Теперь уже всех интересовало, что писал в своих статьях и книгах Менделеев. И оказалось: Менделеев предсказывал существование одиннадцати (!) неизвестных элементов, которым он дал названия экацезий, экабарий, экабор, экаалюминий, экалантан, экасилиций, экатантал, экателлур, экамарганец, двимарганец и экайод. Поскольку положение большинства этих элементов в периодической системе было таково, что соседей справа и слева, сверху и снизу недоставало, а если и доставало, то свойства этих соседей были изучены плохо, Дмитрий Иванович смог подробно описать и вычислить свойства лишь для трех из них. Эти три элемента — экаалюминий, экабор и экасилиций, — по мнению Менделеева, должны были быть открыты раньше всех других. И можно лишь подивиться менделеевской интуиции. Именно эти три элемента были открыты в течение ближайших 15 лет, в то время как открытие 8 остальных затянулось еще на пятьдесят с лишним лет (экайод — астат — был открыт лишь в 1940 году).

После открытия галлия все эти предсказания быстро стали всеобщим достоянием, и когда в конце 1879 года шведский химик Л. Нильсон, профессор Упсальского университета, выделил из минералов эвксенита и гадолинита какой-то новый элемент, названный им скандием, другому упсальскому профессору — П. Клеве — не стоило большого труда увидеть, что это экабор. Поспешив сопоставить свойства скандия со свойствами Менделеевского экабора, Нильсон убедился: «Не остается никакого сомнения, что в скандии открыт экабор… так подтверждаются самым наглядным образом мысли русского химика, позволившие не только предвидеть существование названного простого тела, но и наперед дать его важнейшие свойства».

Открытие скандия отчасти нарушило ту последовательность событий, которую предвидел Менделеев. «Нужно надеяться, — писал он в 1875 году в заметке, посвященной открытию галлия, — что открытие экасилиция… будет скоро осуществлено. Его нужно искать прежде всего вместе с мышьяком и титаном». Но получилось так, что раньше был найден скандий — экабор, а открытие экасилиция затянулось на 11 лет…