Полтора века прошло со времени открытия периодического закона химических элементов, но до сих пор так до конца и не понято глубочайшее содержание знаменитой таблицы Менделеева. Почему?

Мальчик из Тобольска

Дмитрий Иванович Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в Тобольске, в семье директора гимназии и попечителя народных училищ И.П. Менделеева. Осенью 1841-го поступил в гимназию с условием, что в первом классе он останется на два года – пока не исполнится восемь. Через шесть лет умер отец, а два года спустя Дмитрий окончил гимназию, и мать, мечтающая о поступлении талантливого мальчика в университет, распродав имущество, вместе с детьми отправилась в Санкт-Петербург.

В 1850 году Менделеев-младший был зачислен студентом в Главный педагогический институт на физико-математический факультет. После его окончания уехал в Одессу. Работал там преподавателем математики, физики и естественных наук, а в начале 1857-го (в 23 года) стал приват-доцентом Петербургского университета. Докторскую диссертацию защитил в январе 1865-го и был утверждён профессором кафедры технической химии.

О пользе бессонницы

Принято считать, что свою периодическую таблицу Менделеев увидел во сне, ему оставалось лишь записать её и обосновать. Это такой же миф, как и пресловутое яблоко Ньютона. Сам Менделеев сновидения не отрицал, но рассказывал-то он, что увидел таблицу после того, как не спал несколько ночей подряд, пытаясь изложить на бумаге уже сформировавшиеся в его голове представления! Он говорил своему другу философу И.И. Лапшину, посетившему его незадолго до открытия: «Всё в голове сложилось, а выразить таблицей не могу».

Получается, что Менделеев работал три дня и три ночи, не ложась спать. Доведя себя до крайней степени нервного истощения, как сейчас говорят, «отключился» и… «Вижу во сне таблицу, где элементы расставлены как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги. И только впоследствии оказалась нужной в одном месте поправка».

Три дня и три ночи? Скорее всего, и это художественная метафора. Согласно воспоминаниям помощницы и ученицы Дмитрия Ивановича О.Э. Озаровской, сам Менделеев на вопрос, как же он всё-таки открыл периодическую систему, ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет размышлял, а вы думаете: сидел и... вдруг готово».

Конечно же, открытию Менделеева предшествовала огромная работа, основанная на сочетании знаний физической стороны исследуемого явления, математической интуиции и философского осмысления. Учёный тщательно изучил описание свойств известных элементов и их соединений, после этого сделал картонные карточки и на каждую нанёс название элемента, его атомный вес, формулы соединений и основные свойства. Потом очень долго раскладывал эти карточки, как пасьянс, пытаясь систематизировать химические элементы, расставив их в логическом порядке. Постепенно понял, что с изменением атомного веса меняются и свойства элементов. К февралю 1869 года концепция уже была в голове учёного, оставалось лишь сделать финальное усилие. И оно было сделано его подсознанием.

17 февраля (1 марта) 1869 года Менделеев отправил в типографию рукопись, в которой был изложен его «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Уже через две недели он представил в Русское химическое общество статью «Соотношение свойств с атомным весом элементов». Сообщение о его открытии было сделано редактором «Журнала Русского химического общества» профессором Н.А. Меншуткиным. Сам Дмитрий Иванович на этом заседании не присутствовал, так как находился в командировке в Тверской губернии.

Менделеев составил несколько вариантов периодической системы и на её основе исправил атомные веса некоторых известных элементов. С этого момента все другие проблемы отошли для него на задний план. Распределение элементов в составленной им таблице казалось ему несовершенным. Каждый раз что-то стояло не на своём месте. Закончилось всё тем, что Менделеев предсказал существование нескольких до того неизвестных элементов. Более того, он подробно описал свойства трёх из них, назвав их экабором, экаалюминием и экакремнием, или экасилицием («эка» на санскрите означает «первый», так что экаалюминий означает «первый аналог алюминия»).

Так на свет появилась фундаментальная схема, которой до сих пор пользуются и школьники, и учёные во всём мире.

Юлиус-Лотан фон Мейер

И был ещё один «автор»…

Справедливости ради необходимо отметить, что у таблицы был ещё один «автор» – Юлиус-Лотар фон Мейер, доктор медицины, занимавшийся вопросами теоретической и физической химии.

Родился Юлиус-Лотар 19 августа 1830 года в семье врача в маленьком городке Фарель, что в провинции Ольденбург. Из-за слабого здоровья среднюю школу он смог закончить только к двадцати одному году. Потом пошёл по стопам отца – в 1854 году окончил Вюрцбургский университет, получив степень доктора медицины. Затем изучал естественные науки и через четыре года стал доктором философии. Работал профессором в университетах Эбесвальде, Карлсруэ, в Тюбингенском университете. В 1888-м стал членом-корреспондентом Берлинской академии наук.

Работая в Гейдельберге, Мейер поддерживал научные контакты с химиками-органиками Августом Кекуле и Фридрихом Бейльштейном, и это побудило его серьёзно заняться химией. Ещё в 1859 году Мейер защитил как диссертацию на право чтения лекций историко-критическую работу «Химические теории от Бертолле до Берцелиуса». А спустя год он, как и Менделеев, принял участие в Международном конгрессе химиков в Карлсруэ, на котором обсуждались определения основных понятий химии и, в частности, было решено чётко разграничить понятия «атом», «молекула» и «эквивалент». В результате была в основном решена проблема атомных масс, что открыло дорогу для систематизации химических элементов и создания периодического закона.

Сергей Нечаев

Продолжение читайте в ноябрьском номере (№11, 2014) журнала «Чудеса и приключения»

Теги: , , , ,