Виток спирали

Да вот беда — большинство металлических известей снова превращались в металл лишь в присутствии других веществ, например, богатого флогистоном угля. И это путало всю картину, мешало выделить в чистом виде именно тот флюид, который был в этих известях связан.

Весь 1774 год прошел в попытках выделить этот флюид из железных известей, то есть окислов железа. Но, как написал сам исследователь, "из всех этих естественных и искусственных известей, которые мы подвергали действию в фокусе больших зажигательных стекол… нет ни одной извести, которую бы удалось полностью восстановить без добавления чего-либо…".

В таком положении находилось дело, когда в один из октябрьских дней этого, не очень удачного 1774 года Джозеф Пристли за обеденным столом поведал французским коллегам об удивительных свойствах открытого им дефлогистированного воздуха.

"..Едва за гостем захлопнулась дверь, хозяин бросился в лабораторию.

Насыпать в реторту несколько щепоток жженой ртути было делом одной минуты.

Вот красный порошок заблестел в фокусе линзы, вот в нем появилась тяжелая капелька ртути, вот вода из бутыли стала уходить, уступая место пузырям освобождающегося из ртутной извести воздуха, вот он пойман, наконец, неуловимый виновник горения!

Этот священник говорил чистую правду: внесенный в бутыль тлеющий уголек раскалился добела и сыпал искры, как праздничный фейерверк.

Теперь предстояло методично и досконально разобраться в том, что же такое атмосферный воздух. И что такое фиксируемый воздух Блэка. И почему, когда Генри Кавендиш сжег горючий газ, который он счел флогистоном, у него получилась вода. И как все же быть с флогистоном? И вообще, какие вещества следует считать простыми, а какие сложными?

На это ушло десять лет.

Но самое трудное было позади. В руках у Лавуазье была нить не хуже, чем та, которая вывела легендарного Тезея из лабиринта. Называлась она новой теорией горения.

Он изложил ее в статье "О горении вообще".

Суть теории заключалась в том, что горение всех горючих веществ — серы, фосфора, "углеобразных тел", — а также обжиг металлов есть соединение этих веществ с дефлогистированным (Лавуазье писал — "чистым") воздухом. А никакого флогистона ни горючие тела, ни металлы не содержат.

Удалив из атмосферного воздуха "чистый воздух". Лавуазье доказал, что оставшийся газ вовсе не фиксируемый воздух, по так же, как и он, не поддерживает горения и дыхания.

Восстановив ртутную известь углем, Лавуазье получил под колоколом фиксируемый воздух и тем самым доказал, что тот — не что иное, как соединение угля с "чистым воздухом".

Предположив, что получающаяся при сжигании горючего воздуха вода есть соединение этого горючего воздуха с "чистым воздухом", он пропустил водяные пары через раскаленный ружейный ствол и получил на нем окалину, а в приемном сосуде — горючий воздух.

Лавуазье нашел "чистый воздух" во всех металлических известях, во многих кислотах и в щелочах.

И нигде не нашел флогистона.

Конечно, даже самые крупные химики, узнав об этом, не могли сразу отказаться от привычного образа мыслей.

И Генри Кавендиш, первым получивший из водорода и кислорода воду, продолжал писать: "Из всего вышеизложенного вытекает безусловное основание считать, что дефлогистированный воздух представляет собой воду, лишенную своего флогистона, и что горючий воздух является флогистированной водой".

А знаменитый изобретатель парового двигателя Джеймс Уатт говорил, что вода состоит из дефлогистированного воздуха и флогистона.

Но долго это продолжаться не могло. Попробуйте объяснить кому-нибудь, что воду надо получать так: сперва дефлогистировать воздух, то есть изгнать из него флогистон, затем к этому дефлогистированному воздуху добавить флогистон. Любой человек, конечно, сразу заметит, что в этом случае получится не вода, а тот же самый первоначальный воздух.

В дефлогистированной Антуаном Лораном Лавуазье химии таких казусов не было. И потому довольно быстро ее признали во всех странах. Написанный Лавуазье "Начальный курс химии", изданный во Франции в 1789 году, в том же году был переведен на голландский язык, в следующем году его выпустили англичане, еще через год — итальянцы и потом — немцы. Правда, на родине Бехера и Шталя дело не обошлось без эксцессов — обиженные за свой немецкий флогистон, "патриоты" публично сожгли портрет Лавуазье.

"Начальный курс химии" был первой книгой, в которой действительно простые, элементарные тела были названы простыми, элементарными, а действительно сложные — сложными. И помещена первая в истории науки таблица химических элементов, из которых состоят сложные вещества.

Вот она.

Первые строки таблицы Лавуазье не могут не вызвать недоумения. Опять теплород? И что ото за вещество — снег?

Ничего не попишешь — и самым большим ученым не все известно.

Лавуазье никак не мог понять, откуда берутся свет и тепло, которые возникают при горении. И он не придумал ничего лучшего, как, изгнав огненную материю из твердых и жидких тел, поместить ее в окружающую атмосферу. И объявить, что обычно огненная материя соединена с кислородом, а при горении это соединение будто бы распадается, кислород соединяется с горящим телом, а огненная материя выделяется в виде тепла и света.

Неправильно, но остроумно.

В общем, Лавуазье не уничтожил флогистон. Но докапал, что в состав химических веществ никакой флогистон не входит.

Но будем требовать от одного человека слишком многого, Лавуазье и так сделал для химии больше, чем кто-либо со времен Аристотеля. Продолжая идти по указанной Аристотелем дороге, он открыл общее для множества веществ свойство — соединяться с кислородом. И затем добрался до коренного свойства веществ — не разлагаться на другие вещества. Им обладали 26 известных Лавуазье тел. Насчет еще пяти — магнезии, барита, извести, глинозема и кремнезема — он написал: "Можно ожидать, что эти земли вскоре перестанут причисляться к классу простых веществ. Они — единственные из всего данного класса веществ, которые не имеют охоты соединяться с кислородом, и я весьма склонен думать, что эта индифферентность по отношению к кислороду, ежели мне дозволено воспользоваться таким выражением, происходит оттого, что они уже сами по себе насыщены кислородом".

Правота этих слов вскоре была доказана.

Двадцать шесть плюс еще пять — тридцать один элемент! Но главное, чем обязана Лавуазье паука, это не числом названных им элементов, а объяснением того, что такое элемент. И лучше всего это можно видеть на примере ртути и серы.

Для алхимиков ртуть была не просто тяжелым жидким металлом, а еще и составной частью всех прочих металлов, сама, в свою очередь, состоящая из влажности и холода. Так же как сера была не просто твердым, желтым, горючим телом, но еще и составной частью масла, угля и прочих горючих тел, сама, в свою очередь, состоящая из сухости и тепла…

Для Лавуазье же ртуть и сера были двумя неразложимыми простыми телами, которые могли соединяться с другими простыми телами, образуя при этом разные сложные вещества, но отнюдь не другие элементы.

Элементы оказались совсем не такими, какими представлялись они Аристотелю и вслед за ним алхимикам. Кончилась эпоха сомнений в возможности превращения элементов. Пришло точное знание того факта, что в ходе химических реакций ни один элемент не может превратиться в другой.

Однако это не означало простого отрицания алхимических идей. Это было огромное продвижение вперед в понимании природы вещей. Вместо фантастического представления о первичных частицах, слагающих все многообразие окружающего нас мира, появилось в основном правильное представление о химических элементах.