Менделеев

«Мы переглянулись, — вспоминал потом Тимирязев, — и разговор быстро перешел на другую тему…»

Десятилетие, последовавшее за 1886 годом, было относительно спокойным для периодической системы, хотя, кроме умозрительных споров о единстве материи, Дмитрия Ивановича продолжали беспокоить «три предмета, касающиеся периодического закона и до сих пор с ним не согласованные». Предметами этими были: кобальт, который, несмотря на меньший атомный вес, был помещен Менделеевым перед никелем, теллур, помещенный перед более легким йодом, и необычное положение редкоземельных элементов, которые все пришлось расположить как бы в одной клетке таблицы. Дмитрий Иванович понимал, что за этими мелкими на первый взгляд неправильностями могут крыться как неточности измерений, так и глубокие фундаментальные противоречия. Однако на первых порах исследования, ведущиеся в этом направлении рядом химиков, не предвещали угрозы целостности менделеевского детища.

Но Дмитрий Иванович ощущал приближение серьезнейших испытаний для периодического закона. И чувства его были настолько обострены, что по первым коротким и невнятным сообщениям он безошибочно угадал важность открытий, которым было суждено подвергнуть решительному испытанию периодический закон…

Когда 13 августа 1894 года английский химик У. Рамзай на заседании Британской ассоциации в Оксфорде сделал первое сообщение об открытии в воздухе нового газа, более инертного, чем азот, оно было встречено хотя и с интересом, но без особого доверия. Воздух изучали так давно и так основательно, что трудно было поверить, будто в нем удалось обнаружить нечто новое. Но поскольку Рамзай и Д. Рэлей в течение нескольких последовавших месяцев сделали ряд докладов и сообщений, в которых доказывалось, что открытый ими газ — они назвали его аргоном — есть новый элемент, среди ученых вспыхнули горячие дискуссии. Одни считали, что аргон — элемент, другие — что он сложное тело, возможно, надеятельная разновидность азота, состоящая из трех атомов.

Дмитрий Иванович, никогда не допускавший мысли о возможности существования элементов, не ложащихся в периодическую систему, тоже поначалу склонялся ко второму мнению. 12 февраля 1895 года он телеграфировал Рамзаю: «Поздравляя открытием аргона, думаю, молекула содержит три азота, образуемые выделением тепла». Сразу поняв всю глубину душевного волнения Менделеева, Рамзай поспешил заверить Дмитрия Ивановича: «Периодическая классификация совершенно отвечает его (аргона) атомному весу, и даже он дает новое доказательство закона периодичности». Успокоенный Менделеев 2 марта 1895 года на заседании Русского физико-химического общества твердо заявил: все свидетельствует в пользу того, что аргон — элемент. Но поскольку в письмах Рамзая не указывалось, «каким именно образом… получено упомянутое соглашение атомного веса аргона с периодическою законностью», Дмитрий Иванович немедленно поручил Блумбаху, находившемуся в то время в Лондоне по метрологическим делам, узнать у Рамзая подробности открытия.

По поручению Менделеева Блумбах посетил Рамзая в его лаборатории, где англичанин любезно сообщил ему еще не опубликованные данные об аргоне. В частности, Рамзай сообщал, что «аргон» встречается в минерале клевеите вместе с «гелием».

«Когда я осмелился повторить в вопросительном тоне слово «гелием», — вспоминал Блумбах, — то получил короткое выразительное замечание: «Сейчас увидите у меня в лаборатории спектр гелия». Через полчаса Рамзай показал мне в спектроскопе желтую спектральную линию».

Известие о том, что Рамзай открыл, точнее переоткрыл, гелий, в короткое время стало сенсацией. Еще в 1868 году французский астроном П. Жансен и английский астрофизик Н. Локьер независимо друг от друга обнаружили в спектре солнечной короны яркую желтую линию, которую они приписали новому, не обнаруженному на Земле элементу. Четверть века гелий — солнечный — так предложил Локьер называть новый элемент — оставался загадкой — гипотетическим элементом, существование которого связывалось только с солнцем. И вот теперь Рамзай мог, как говорится, потрогать гелий на ощупь… Письмо Блумбаха заставило Дмитрия Ивановича поторопиться, и, когда весной 1895 года он приехал в Лондон, в научных кругах только и было разговоров, что о гелии и об аргоне.

И вот что удивительно: если до поездки в Лондон, основываясь на первых скупых сообщениях, Дмитрий Иванович был склонен уверенно говорить об аргоне и гелии как о новых элементах, то после пребывания в Англии у него вдруг появляется какая-то неприязненная неуверенность в этом. «Предмет мало продвинулся вперед», «материала для его разрешения мало», «дело представляется неясным» — вот характерные обороты его послелондонских выступлений и публикаций. Думается, что в такой перемене отношения сыграл большую роль визит к Локьеру, который с самого начала считал гелий первичной материей, из которых построены все элементы. «Локьер, — вспоминал Менделеев об этом визите, — руководимый идеями астрономического свойства и мечтательными представлениями о первичной материи, стал искать новых газов в минералах. Его лаборатория вся установлена рядами пробирок с газами… Вот что особенно красиво говорит Локьер, справедливо или нет — вопрос второй. В солнечном спектре известно около 3000 фраунгоферовых линий; из них лишь около 1000 принадлежат известным элементам; Локьер думает, что линия спектров газообразных тел из минералов и суть недостающие спектральные линии солнца. Доказывает это первичную материю, как полагает Локьер, или нет, во всяком случае, надо думать, что его исследование расширяет наши познания о химических элементах».

Но, пожалуй, самую главную роль в перемене его отношения к гелию и аргону было то, что первоначальные мысли Рамзая о месте аргона в периодической системе элементов не оправдались. Во время визита в его лабораторию Менделеев застал там Марселена Бертло. Рамзай показывал гостям свои установки для выяснения природы аргона и с грустью признался: он решительно не знает, что такое аргон.

В ученых кругах поползли слухи о низвержении периодической системы, не могущей вместить вновь открытые элементы, и эти разговоры в течение трех лет доставляли Дмитрию Ивановичу неприятные волнения. Но вот в течение трех месяцев 1898 года Рамзай открывает три новых элемента: криптон, неон и ксенон. Его новое открытие разом изменило всю ситуацию, ибо пять инертных газов, обладающих нулевой валентностью, составили целую группу периодической системы элементов.

Это была победа, вырванная из поражения, — настоящий триумф периодического закона. «По образцу учителя нашего Менделеева, — вспоминал Рамзай, — я описал, поскольку возможно было, ожидаемые свойства и предполагаемые отношения газообразного элемента, который должен был заполнить пробел между гелием и аргоном. Я мог бы предсказать также еще два других элемента, но предполагал, что нужно быть очень осторожным при предсказаниях».

Любопытно, что Дмитрий Иванович еще в 1869 году на основе только что установленной им периодической зависимости предугадывал, что должны находиться какие-то элементы между фтором и натрием, калием и хлором, водородом и литием. Черновой набросок с соответствующими расчетами в 1950-х годах был обнаружен в архиве ученого. Но он, по-видимому, совершенно забыл об этой догадке, так как спустя 33 года даже не вспомнил о ней, когда писал: «Сопоставление ат. весов аргоновых элементов с ат. весом галоидов и щелочных металлов словесно сообщил мне 19 марта 1900 года проф. Рамзай в Берлине… Для него это было весьма важно как утверждение положения вновь открытых элементов среди других известных, а для меня как новое блистательное утверждение общности периодического закона».

Итак, открытие Рамзая, так обеспокоившее Дмитрия Ивановича в 1895 году, еще раз подтвердило могущество принципов, заложенных в основу периодической системы. Но последние годы великого химика были отравлены тем мучительным разладом, который вносили в его представления быстро развивающиеся исследования в области радиоактивности, начавшиеся в 1896 году…