Менделееву и не снилось…

Суббота, 03 Ноября 2018 г. 18:56 + в цитатник

Илья Репин. Портрет Д. И. Менделеева в мантии доктора права Эдинбургского университета. 1885 г. Акварель. © / Commons.wikimedia.org

В 2019 году нас ждут сразу две знаменательные даты: 150 лет со дня открытия периодической системы химических элементов и 185 лет со дня рождения того, кто эту систему открыл, — Дмитрия Ивановича Менделеева.

С чего всё началось

За двести лет до открытия Менделеева в Европе была предпринята очередная попытка выделить из всемогущей тогда алхимии рациональное, научное зерно. Согласно алхимическим теориям, любой элемент посредством разного рода действий (по большей части магических) мог быть превращён в другой элемент. Например, свинец — в золото. Однако в 1668 году ирландскому естествоиспытателю Роберту Бойлю удалось убедить научную общественность в том, что в природе существуют «неразложимые», не превращаемые друг в друга химические элементы. В списке Бойля оказались пятнадцать таких элементов, в частности, золото, серебро и свинец. При этом Бойль утверждал, что их должно существовать гораздо больше, надо только тщательно искать.
Бойль оказался прав: за последующие сто лет количество известных «неразложимых» элементов увеличилось более чем вдвое. А ещё сто лет спустя, во времена Менделеева, их стало уже шестьдесят, причём каждые несколько лет к списку добавлялся какой-нибудь новый элемент.
Идея, осенившая 35-летнего Дмитрия Менделеева, кажется нам, людям XXI века, совершенно ясной, очевидной и простой: химические свойства элементов должны быть напрямую связаны с их атомной массой.
Но в те времена это было потрясающее открытие, ставшее началом всей современной химии и во многом сделавшее мир таким, каким мы видим его сейчас.
Всякое великое научное открытие, изменяющее мир и влияющее на жизнь людей, со временем обрастает слухами и легендами. И периодическая система химических элементов, представленная Менделеевым в виде всем известной таблицы, не является исключением из этого правила.
И разве могло это событие не обрасти собственной мифологией?

Весы, сконструированные Д. И. Менделеевым для взвешивания газообразных и твёрдых веществ. Фото: Commons.wikimedia.org / Serge Lachinov

Раскладывая пасьянс за чашкой кофе…

Самая известная легенда о «рождении» таблицы Менделеева гласит, что учёный увидел её во сне. Но есть и другие предположения — возможно, более достоверные.
Не исключено, что легенду №1 Дмитрий Иванович, отнюдь не лишённый чувства юмора, придумал сам, чтобы отбиться от любопытных. На самом деле мысль о периодичности элементов пришла к нему за завтраком, за чашкой крепкого кофе, который он очень любил. Менделеев немедленно заперся в своём кабинете, прихватив с собой пачку визитных карточек (по другой версии — пару колод игральных карт, до которых он был не меньший охотник). В последующие часы встревоженные домочадцы слышали лишь доносящиеся из кабинета ругательства и угрозы, « произносимые по-латыни.
Менделеев, написав на обратной стороне визитных карточек (или на рубашках игральных карт) названия химических элементов, много раз раскладывал их в разном порядке, перетасовывал и раскладывал снова. Наконец, получившаяся таблица из восьми столбцов (групп) и 12 строк (периодов), заполненная на две трети известными к тому времени элементами, показалась ему удовлетворительной.
Вечером 1 марта 1869 года Менделеев переписал таблицу набело и под названием «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» отослал в типографию.

Д. И. Менделеев. Попытка химического понимания мирового эфира. С.-Петербург. 1905 г. Фото: Commons.wikimedia.org / Newnoname

Не та таблица?

Следующий этап мифотворчества вокруг таблицы Менделеева возник почти сразу после его смерти — в 1907 году.
Здесь всё было сложнее и интереснее, нежели истории о пророческом сне или раскладывании пасьянса.
В фальсификации и подделке таблицы Менделеева вдруг стали обвинять его последователей. Мол, и сейчас то, что мы видим на стене школьного кабинета химии, — вовсе не исходная таблица Менделеева, а грубая её подделка и обман широких народных масс.
Да, конечно, та таблица, по которой мы все учились в школе, отличается от таблицы 1869-го и даже 1906 года — последней, опубликованной при жизни великого учёного. Общий принцип систематизации элементов (периодичности), открытый Менделеевым, соблюдён: каждый период (строка) начинается с типичного металла и заканчивается типичным неметаллом, а в каждой группе (столбце) увеличивается степень окисления.

Н. А. Ярошенко. Д. И. Менделеев. 1886. Масло. Фото: Commons.wikimedia.org

Ньютоний — вольный сын эфира?

Но количество химических элементов было тогда значительно меньше, чем в современной нам таблице, — всего 71; последним тогда значился элемент уран с атомной массой 238. Забегая вперёд, скажем, что теперь нам известно 118 элементов; правда, значительная их часть — неустойчивые радиоактивные изотопы. Расположение элементов в таблице
тоже было несколько иным, чем сейчас. В таблице 1906 года присутствовала нулевая группа, которую Менделеев ввёл, чтобы поместить туда свежеоткрытые инертные газы — неон, аргон, криптон и ксенон. Не было в таблице тех времён и известных нам атомных номеров, которые соответствуют зарядам атомных ядер. Что неудивительно: ядро атома было открыто Эрнестом Резерфордом лишь в 1911 году, а частица, которая обеспечивает заряд ядра — протон, — и вовсе в 1919-м.

Знаете ли вы что…

Легенду о том, что учёный Дмитрий Менделеев является «изобретателем» русской водки, породила защищённая им в 1865 году докторская диссертация на тему «Рассуждение о соединении спирта с водою».

В этом-то всё и дело: не зная структуры атома, Менделеев не мог понять, какие физические причины обеспечивают открытую им периодичность. Поэтому и ломал голову над тем, куда девать инертные газы, и за неимением лучшего поместил их перед металлами, а не после, как в современной таблице.
Однако обвинения в мистификации и подделке таблицы, якобы произведённой Борисом Меншуткиным, сыном близкого друга Менделеева, химика и историка химии Николая Александровича Меншуткина, по большей части связаны с тем, что Менделеев ввёл в таблицу два новых элемента — ньютоний и короний, а Меншуткин-младший их оттуда убрал.

Теория мирового эфира

Менделеев, по мнению критиков, ввёл новые элементы для того, чтобы увязать периодический закон с… теорией мирового эфира! С той самой теорией, к которой критически относился ещё Михаил Васильевич Ломоносов, потому что эфир, некая «идеальная светоносная субстанция», посредством которой в мировом пространстве распространяются силы, волны и взаимодействия, возможно, и согласуется с богословскими теориями, но уж никак не с научными.
Если бы Менделеев знал о существовании атомного ядра, для него, как и для нас, было бы очевидно, что элементов легче водорода нет и быть не может. Ведь ядро водорода состоит из одной-единственной частицы — протона, вокруг которого вращается один-единственный электрон. А половинка или четверть протона в ядре невозможна — ведь тогда это уже не устойчивое образование, не ядро, не атом, не химический элемент, способный вступать в химические реакции. Но это уже не химия элементов, а физика элементарных частиц, другая наука, другая история. Тем не менее и в наше время находятся охотники вновь и вновь возвращаться к псевдонаучной сплетне вековой давности и требовать, чтобы наши дети изучали химию по «истинной таблице» Менделеева — с ньютонием и коронием как элементами эфира и с инертными газами, вынесенными перед металлами. Даже интересно, а как бы в этом случае выглядели все современные химические производства, технологии и последующие научные достижения? Впрочем, эти вопросы охотников за мистификациями не волнуют. Им бы все парить на «волнах мирового эфира» над «плоской Землёй» или общаться в параллельных мирах с «зелёными человечками»…
Однако здравомыслящему читателю наверняка интереснее узнать, как в реальности обстоят дела с таблицей Менделеева. А дела обстоят очень даже неплохо. Растёт таблица, растёт! Дмитрий Иванович был бы доволен.

От технеция…

Явление радиоактивности, открытое Антуаном Анри Беккерелем в 1896 году, было известно Менделееву, и в его таблице уже присутствовали радий, торий и уран. Затем в таблицу добавились в виде отдельных подгрупп радиоактивные актиноиды и редкоземельные лантаноиды.
Последним по времени обнаружения в природе стал уникальный радиоактивный элемент франций (1937 год). Его суммарное содержание в земной коре оценивается всего в 340 (!) граммов.
В том же 1937 году был получен первый в истории синтезированный химический элемент — технеций (от греч. «технетос» — «искусственный»). Существование элемента с атомным номером 43 следовало из периодического закона и было предсказано самим Менделеевым под названием «эка-марганец». Однако его не удавалось обнаружить в природе, поскольку у него нет стабильных изотопов. Технеций смогли получить лишь на ускорителе в университете Беркли (США) путём бомбардировки молибдена ядрами дейтерия.

…до оганесона

Интересно, что, в отличие от земных условий, технеций может существовать как устойчивый элемент где-нибудь в космосе. В частности, его следы ещё в середине прошлого века были обнаружены в спектрах некоторых звёзд из созвездий Лебедя, Андромеды, Гидры и Кита. Эти звёзды даже получили название «технециевых».
С тех пор в разных научных центрах мира было синтезировано 29 химических элементов. Наибольшее их количество — в США и России (СССР). Три элемента — лоуренсий (атомный номер 103), резерфордий (104) и дубний (105) были получены независимо на российских и американских ускорителях.
Последний из химических элементов — оганесон (атомный вес 118, атомная масса 294) — был синтезирован в 2005 году в России, в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, в сотрудничестве с Ливерморской национальной лабораторией (США). Название «оганесон» 118-й элемент таблицы Менделеева получил в 2016 году в честь академика РАН Юрия Цолаковича Оганесяна.
Как и его искусственные предшественники, тяжёлые трансурановые элементы, оганесон имеет очень короткое «время жизни»: период его полураспада меньше тысячной доли секунды. И все же он представляет огромный интерес для исследователей. По классификации Менделеева, оганесон относится к инертным газам. Однако, в отличие от других газов, он при нормальном давлении и температуре находится в твёрдом состоянии, что сулит исследователям большие возможности.
Самое главное, оганесон вряд ли является последним из возможных химических элементов. Скорее всего, в ближайшем будущем будут синтезированы другие, ещё более тяжёлые, ещё более короткоживущие элементы, с ещё более необычными и многообещающими свойствами.

Памятник Дмитрию Менделееву и его периодической таблице, расположенной на стене ВНИИ метрологии им. Менделеева в Санкт-Петербурге. Фото: Commons.wikimedia.org / Heidas

Автор: Ольга Строгова

Журнал: Тайны 20-го века №27, июнь 2018 года

Иллюстрации интернет

Рубрики:

история

Метки: история

Процитировано 1 раз
Понравилось: 4 пользователям

Комментировать

« Пред. запись — К дневнику — След. запись »

Страницы: [1] [Новые]

arzrum-43 обратиться по имени Воскресенье, 04 Ноября 2018 г. 07:13 (ссылка)

Во сне во сне... Конечно, не во сне увидел - огромен труд, который и предвидел. Он вовсе не дурил - сказал же ведь как сел - "не ваши все (увидел)"...

Ответить С цитатой В цитатник