Виток спирали

Третий, бор, кое в чем еще проявляет металлические свойства, но в основном ведет себя уже как неметалл. На воздухе, при нормальной температуре, не окисляется совсем. Раствор окисла в воде почти не обнаруживает щелочных свойств, чаще обнаруживает кислотные.

Четвертый, углерод, еще ближе к неметаллам. Соединение углекислого газа с водой — это уже настоящая кислота, хоть и слабенькая.

Следующий, пятый в первой семерке элемент, азот — это уже типичный неметалл; правда, еще очень неактивный. С кислородом не желает вступать в соединения до тех пор, пока его как следует не разогреют — выше 1000 градусов! Но с водой окись азота дает сильную азотную кислоту.

Куда более агрессивен шестой элемент, кислород. Вот уж неметалл так неметалл! С активными металлами он соединяется яростно, со взрывом. Только несколько самых стойких, благородных металлов, вроде золота, платины, серебра, не поддаются окислению.

Еще более активный неметалл — седьмой элемент, фтор. Он до такой степени активен, так цепко соединяется с другими веществами, что в то время, о котором идет речь, его никто еще не сумел выделить в свободном виде.

Казалось бы, конструируй мир атомов человек, он сделал бы восьмой элемент еще более активным неметаллом, чем фтор, но… на восьмом месте, рядом с фтором, стоял натрий, такой же и даже еще более активный щелочной металл, чем литий, с которого все началось. Круг замкнулся. А верней — с натрия элементы пошли на второй круг.

Девятый, магний, был подобен второму — бериллию. Десятый, алюминий — третьему, бору. Одиннадцатый, кремний — четвертому, углероду. И так вплоть до четырнадцатого, хлора подобного седьмому, фтору.

Менделеев взглянул на пятнадцатую карточку. Это был калий. Опять скачок, опять переход от медленного, постепенного изменения свойств к внезапному, резкому, контрастному: от самого активного неметалла к самому активному металлу. Элементы уходили на третий круг.

Так вот каким оно было — долго скрывавшееся от людских глаз соответствие между физическими и химическими свойствами атомов! Химические свойства зависели от атомного веса, они изменялись в соответствии с его изменением, но не однообразно, а периодически, сперва плавно, потом скачком, потом опять плавно, потом опять скачком и так далее.

Но скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается…

Собственно, только эти пятнадцать элементов пока не портили общую прекрасную картину.

Уже следующий за калием кальций, хоть и шел, подобно магнию, после очередного щелочного металла, но становиться в одну шеренгу с магнием и бериллием не желал. Для того чтобы мало-мальски прилично расположить другие семейства элементов — ванадия, ниобия, тантала или хрома, молибдена, вольфрама или меди, серебра, ртути — пришлось кальций, стронций и барий оторвать от других щелочноземельных элементов — бериллия и магния — и поставить отдельно дополнительной шеренгой.

И при этом получалось, что между бериллием и магнием стояло семь элементов, между магнием и кальцием тоже семь, а между кальцием и следующим щелочноземельным элементом стронцием — уже семнадцать.

То же самое получалось и с щелочными: литий от натрия и натрий от калия отделяли семь элементов, а калий от рубидия — семнадцать.

Почему в одном месте семь, а в другом семнадцать?

Непонятно. Но хорошо уж и то, что через семнадцать повторялись все семейства, что они подчинялись какому-то пусть непонятному, но одному и тому же закону.

Странно выглядело и положение первого, самого легкого элемента, водорода: он стоял особняком. Рядом с ним, одновалентным газом, не было ни двух-, ни трех-, ни четырех-, ни пяти-, ни шести-, ни семивалентных элементов, хотя от атомного веса водорода атомный вес его ближайшего соседа лития отделяли шесть единиц.

Это казалось странным потому, что между литием и его ближайшим соседом бериллием разница в весе едва превышала две единицы. И разница между бериллием и следующим за ним бором, между бором и следующим за ним углеродом, между углеродом и следующим за ним азотом и далее тоже была примерно в две единицы.

Но водород еще не разрушал весь порядок. В конце концов его можно поставить самым первым, как бы вывести за скобки. Правда, непонятно за что водороду такая честь. Но подобные вопросы следовало пока отложить.

Можно было "закрыть глаза" и на некоторые неясности с малоизученными элементами.

Например, по скудным сведениям об эрбии, иттрии, индии, тербии, церии, лантане, дидиме нельзя было судить об их химических свойствах. Их атомные веса совпадали с атомными весами других, и притом достаточно хорошо известных элементов. Например, атомный вес у индия значился около 75. Но именно таков был вес атома прекрасно изученного мышьяка. А эрбию приписывали атомный вес 56, такой же атомный вес был и у железа, изученного еще более подробно, чем мышьяк. Эти новые редчайшие элементы не входили в основные семейства и поэтому они пока особенно не метали. Придет время, их изучат получше, тогда все и утрясется.

Но был элемент, который входил в одно из главных семейств, обязан был входить по своим химическим свойствам, а вот по атомному весу не имел на это права. Речь шла о теллуре — тоже довольно редком, но все же неплохо наученном элементе. Очень похожем на селен, и вместе с ним входящем в одну семью с серой и кислородом.

По своему положению в шеренгах он мог располагаться только в одном месте; между сурьмой, принадлежащей к семейству кремния-углерода, и йодом из семейства галогенов. Но вот бода: атомный вес сурьмы 122, атомный вес йода 127, а вес атома теллура 128.

Что делать?

Менделеев поступил с теллуром точно так же, как еще раньше с бериллием — поставил куда следовало, не считаясь с его общепринятым атомным весом.

Правда, для бериллия было некоторое основание: исследования Авдеева. А с теллуром таковых не было, если не считать совершенно отчетливо проглядывающего, несмотря на все огрехи и непонятности, закона природы. Закона, связывающего скачкообразной, периодической зависимостью атомный вес элементов с их химическими свойствами.

Закон есть закон!

В данном случае диктовали химические свойства, а вес… вес мог быть определен неправильно.

Так же неправильно, по всей вероятности, определен был атомный вес редкого металла тория, потому что такой же вес значился у достаточно распространенного олова — 118.

Так или иначе, почти все карты нашли свое место. И символы элементов с их атомными весами значились на листке черновика, окруженные со всех сторон всевозможными пометками — следами размышлений и подсчетов.

Однако посередине таблицы зияла дыра — пустое место между мышьяком, цинком, оловом, ураном, кремнием, алюминием.

Занять пробелы соседними карточками было невозможно. Если влево сдвинуть стоящее справа от пустого места олово с атомным весом 118, то оно примкнет к мышьяку с атомным весом 75 — явная несуразность. Не может стоять после мышьяка и кремний: его атомный вес всего-навсего 28. И олово и кремний могли заполнять пустое место только одной ценой — уничтожением последовательности атомных весов элементов. Но тогда только что найденный закон превратился бы в полное беззаконие.

А если пустое место заняли бы соседи не с боков, а сверху либо снизу?

Нет, и это уничтожало закон. Опустившись вниз, мышьяк из своего семейства пятивалентных попадал бы в чуждое семейство, четырехвалентных. По той же причине не мог подняться и цинк, Если бы мышьяк или цинк это сделали, то было бы нарушено соответствие между атомными весами и химическими свойствами элементов.

Но не мог же строй элементов оставаться с пустыми местами!

Глава пятая,

в которой Менделеев преодолевает пропасть и наводит среди элементов порядок, которому, однако, подчиняются не все