Дмитрий Иванович Менделеев

Но Беккерель сомневался в том, что на фотопластинку действуют именно икс-лучи. Он подозревал, что в этом повинны скорее излучения светящегося экрана. И он решил это проверить, воспользовавшись веществами, которые начинают светиться, побывав не только под рентгеновскими лучами, но и просто под лучами солнца. «Если засиявшее под действием солнечных лучей флюоресцирующее вещество зачернит фотопластинку, недоступную для солнечных лучей, значит прав буду я, а икс-лучи окажутся ни при чем»,-так думал Беккерель, и для опыта он воспользовался сильно светящимся в темноте соединением самого тяжелого элемента менделеевской таблицы – урана, – металла, похожего на потемневшее серебро.

Он был поражен, когда однажды убедился, что фотопластинку испортили излучения того же соединения урана, не успевшего побывать на солнце, а пережидавшего в темном шкафу окончания облачной погоды. Разглядывая следы, оставшиеся на фотопластинке, Беккерель впервые в истории человечества наблюдал реальное действие внутриядерной энергии. Как мы увидим дальше, на фотопластинку действовали осколки самопроизвольно «взрывавшихся», распадавшихся неустойчивых ядер атомов урана.

Он этого, конечно, не подозревал, как не подозревал и того, что этим наблюдением открывается цикл исследований, раскрывших, в конечном счете, глубокий смысл Периодической системы элементов. Для Беккереля рассматриваемые им следы были только загадкой. Как проста может быть в своих внешних очертаниях самая многозначительная загадка!

– Подумайте, какой счастливый случай, что Беккерель взял для своих исследований именно соединения урана, – удивлялись потом некоторые рассказчики этой истории. На самом деле случайной здесь была только дата исследования – сумрачное, пасмурное 1 марта 1896 года. А в том же направлении, что и Беккерель, работали многие ученые. Не он, так другой скоро известил бы мир о том же самом открытии…

Для того чтобы расшифровать сущность периодизма, понадобилось далее, чтобы скромные и самоотверженные супруги Кюри занялись подробным изучением нового свойства вещества, свойства, которому они дали название «радиоактивности».

С помощью своего мужа, крупного французского ученого Пьера Кюри, молодая исследовательница Мария Кюри-Склодовская соорудила прибор, который мог измерять силу урановых лучей. Производя свои измерения, она натолкнулась на необычайный факт: некоторые образцы руды, из которой добывается уран, давали излучение гораздо больше, чем

Сам уран в чистом виде. Объяснить это можно было только тем, что в руде, кроме урана, таился еще какой-то излучающий элемент, несравненно более сильный, чем уран. Никому неизвестный еще элемент!.. Кюри назвали его «радием». Выделение этого элемента, о присутствии которого они только догадывались, в чистом виде представляло подлинный научный подвиг. Даже сейчас для получения одного грамма радия сто пятьдесят квалифицированных химиков, не считая сотни рабочих, должны трудиться больше месяца, переработать за это время 500 ООО килограммов руды, использовать 500 000 килограммов различных реактивов, 1 000 тонн угля и целое озеро – 10 000 кубических метров – воды.

Супруги Кюри вдвоем – только вдвоем – должны были потратить год напряженного труда, чтобы к тому времени, как иссякла добытая ими тонна руды, накопить сначала сотые, затем десятые доли грамма радия, смешанного с барием. Они выяснили, что излучение радия не вдвое, не втрое, не в тысячу раз даже, а в миллион раз сильнее, активнее излучения урана.

Для того чтобы приблизиться к пониманию сущности периодизма, надо было еще в мощном разрушительном излучении радия разглядеть поток осколков взрывающихся атомов, так же как в следах, оставленных ураном на фотопластинке, угадать действие осколков самопроизвольно же распадающихся атомов урана.

Английский физик Резерфорд установил такую природу радиоактивности. Именно он показал, что это явление состоит в самопроизвольном распаде неустойчивых атомов радиоактивных веществ, рас-

паде, при котором самый атом изменяется – и, Следовательно, меняет свое место в Периодической системе, а обломки его вылетают из него с огромной скоростью.

Радиоактивный распад был, таким образом, объяснен с помощью менделеевской Периодической системы. Если физик знает, в результате каких именно превращений получились те или иные вещества из исходного элемента, он может точно указать места вновь образованных атомов в Периодической системе. Менделеевская таблица тем самым сумела выразить отношения элементов не только по их положению, но, так сказать, и по их происхождению.

После тою как перед взором исследователя предстал атом, способный внезапно перестраиваться, выстреливать осколками, летящими с чудовищной скоростью, эта конструкция не могла уже быть признана элементарной.

До главного торжества Периодической системы элементов Менделееву не пришлось дожить. Уже без него подробное изучение атома было продолжено десятками ученых в ряде стран.

Мы знаем сейчас, что важной составной частью каждого атома является крошечное плотное ядро. Оно много меньше самого атома. Для наглядности можно мысленно увеличить размеры атома до объема Большого театра в Москве. При таком увеличении ядро атома будет величиной с муху. Ядро окружено тонким и нежным облачком еще более мелких частичек вещества-электронов.

Сделаем еще одно усилие воображения и попробуем представить себе, как выглядит кусочек любого вещества не в наших привычных масштабах – не под микроскопом даже, а в масштабах атомных размеров. Удивительным показалось бы это воображаемое путешествие в недра вещества! Самый плотный металл представился бы нам в виде тончайшей ажурной сетки. Наш выдающийся физик, академик А. Ф. Иоффе, однажды пошутил по этому поводу, сказав, что если обыкновенная сетка, по ирландской поговорке, не что иное, как множество дыр, связанных между собою кусками веревки, то в сетке из атомов сама веревка оборвана и остались одни дыры и узлы…

Эти маленькие «узелки», маленькие сгустки материи, – электроны – на огромных, сравнительно с их размерами, расстояниях удерживаются около большого «узелка» – атомного ядра – теми же самыми силами, которые заставляют мелко нарезанные бумажки притягиваться к наэлектризованному о волосы гуттаперчевому гребешку. Это силы электрического притяжения. Притягиваются разноименные заряды: положительно заряженное ядро притягивает к себе отрицательно заряженные электроны. В конечном счете заряд ядра и электронов уравнивается. В целом обычный нормальный электрический атом нейтрален.

Чем крупнее ядро, тем больше его заряд и тем большее количество электронов оно может держать вокруг себя. У ядра атома золота иной заряд, чем у ядра атома меди или серы. Уравновешиваются эти различные заряды электронными оболочками разных размеров. Эти разные оболочки в одних и тех же случаях будут вести себя совсем не одинаково. Атомы серы будут, например, легко соединяться с теми атомами, с которыми медь будет соединяться с трудом, и т. д. Таким образом, «индивидуальность» атома, тайну которой нам завещал Менделеев, и закономерность, которую он гениально предвосхитил в своей таблице элементов, в конечном счете определяется зарядом ядра. А когда этот заряд впервые был теоретически определен (это было сделано в 1914 году учеником Резерфорда Мозели), оказалось, что величина электрических зарядов атомных ядер совпадает с номерами клеток, которые Менделеев отвел для отдельных элементов в своей таблице.

Имя великого русского ученого снова было у всех на устах, когда англичанин Мозели специально взялся проверить, насколько прав был Менделеев, перемещая в соответствии с требованиями системы, как он их понимал, места кобальта и никеля, теллура и иода. Мозели измерил заряды ядер атомов этих элементов и показал, что Менделеев безошибочно, сообразуясь со своей системой, определил номера этих элементов, соответствующие, как оказалось, заряду ядер их атомов, вопреки отношению их атомных весов…