вопросительных знака там, где должны были стоить символы четырех элементов…
Сопоставление элементов, расположенных в вертикальных столбцах, навело Менделеева на мысль, что свойства их изменяются периодически по мере нарастания атомного веса. Это был принципиально новый и неожиданный вывод, так как от предшественников Менделеева, увлекавшихся созерцанием линейного изменения свойств сходственных элементов в группах, ускользала эта периодичность, позволившая связать воедино все казавшиеся разрозненными группы. В «Основах химии», изданных в 1903 году, есть таблица, с помощью которой Дмитрий Иванович сделал периодичность свойств химических элементов необычайно наглядной. В длинный столбец он выписал все известные к тому времени элементы, а справа и слева поместил цифры, показывающие удельные объемы и температуры плавления, и формулы высших окислов и гидратов, причем чем выше валентность, тем дальше от символа отстоит соответствующая формула. При беглом взгляде на эту таблицу сразу видишь, как периодически нарастают и убывают цифры, отражающие свойства элементов, по мере неуклонного увеличения атомного веса.
В 1869 году неожиданные перерывы в этом плавном нарастании и убывании чисел доставили Менделееву немало затруднений. Укладывая один ряд за другим, Дмитрий Иванович обнаружил, что в столбце, идущем вверх от рубидия, вслед за пятивалентным мышьяком идет двухвалентный цинк. Резкий перепад атомного веса — 10 единиц вместо 3–5, и полное отсутствие сходства между свойствами цинка и углерода, стоящего во главе этой группы, навели Дмитрия Ивановича на мысль: в перекрестии пятого горизонтального ряда и третьего вертикального столбца должен находиться не открытый еще четырехвалентный элемент, напоминающий по свойствам углерод и кремний. А поскольку цинк ничего общего не имел и с идущей далее группой бора и алюминия, Менделеев предположил, что науке еще неизвестен и один трехвалентный элемент — аналог бора. Такие же соображения побудили его предположить существование еще двух элементов с атомными весами 45 и 180.
Понадобилась поистине изумительная химическая интуиции Менделеева, чтобы сделать столь смелые предположения, и понадобилась его поистине необъятная химическая эрудиции, чтобы предсказать свойства не открытых еще элементов и исправить многие заблуждении, касающиеся элементов малоизученных. Дмитрий Иванович не случайно назвал свою первую таблицу «опытом», этим он как бы подчеркивал ее незавершенность; но в ближайший же год он придал периодической системе элементов ту совершенную форму, которая, почти не изменившись, сохранилась до наших дней.
«Разомкнутость» вертикального варианта, по-видимому, не соответствовала представлениям Менделеева о гармонии. Он чувствовал, что из хаотической кучи деталей ему удалось сложить машину, но он ясно видел, как далека эта машина от совершенства. И он решил переконструировать таблицу, разорвать тот двойной ряд, который был ее костяком, и поместить щелочные металлы и галогены на противоположных концах таблицы. Тогда все остальные элементы окажутся как бы внутри конструкции и будут служить постепенным естественным переходом от одной крайности к другой. И как часто бывает с гениальными творениями, формальная, казалось бы, перестройка вдруг открыла новые, ранее не подозреваемые и не угадываемые связи и сопоставлении.
К августу 1869 года Дмитрий Иванович составляет четыре новых наброска системы. Работая над ними, он выявил так называемые двойные сходственные отношения между элементами, которые вначале он помещал в различные группы. Так вторая группа — группа щелочноземельных металлов — оказалась состоящей из двух подгрупп: первой — бериллий, магний, кальций, стронций и барий и второй — цинк, кадмии, ртуть. Далее, уяснение периодической зависимости позволило Менделееву исправить атомные веса 11 элементов и изменить местоположение в системе 20 элементов! В итоге этой неистовой работы в 1871 году появилась знаменитая статья «Периодическая законность дли химических элементов» и тот классический вариант периодической системы, который ныне украшает химические и физические лаборатории во всем мире.
Сам Дмитрий Иванович очень гордился этой статьей.
В старости он писал: «Это лучший свод моих взглядов и соображении о периодичности элементов и оригинал, по которому писалось потом так много про эту систему. Это причина главная моей научной известности — потому что многое оправдалось гораздо позднее». И действительно, позднее многое оправдалось, но все это было позднее, а тогда…
…Тогда, в самый разгар титанической работы Менделеева над периодической системой, почти все друзья и доброжелатели в глубине души скорбели о «заблудшем химике». Деликатно, между делом они намекали Дмитрию Ивановичу, что следует-де бросить «бесплодные умозрения», заняться «делом, работой». По-видимому, особенно прямолинейно эти упреки высказал Менделееву академик Н. Зинин, поскольку под впечатлением минуты Дмитрий Иванович написал ему довольно резкое письмо.
«Николай Николаевич,
Когда я был у Вас в последний раз, Вы посоветовали мне: «Пора заняться работой». Я дорожу Вашим мнением и потому поговорю об этом… Полагаю, что Ваши слова вырвались оттого, что Вы не знаете того, что я сделал, не следите за тем, что делается в области моих занятии. Вы не можете отказать мне в том, что я открыл те законы объемов, о которых так много говорилось после меня. Не откажите и в том, что указал закон пределов для углеродистых соединений, ввел первый и притом сразу точнее, чем существующее, понятие о пределе, что теперь на языке у всех. Мне принадлежат первая попытка и опыты о связи состава со сцеплением, над чем после стали многие работать, мое исследование о спирте заключает новые приемы, вводящие критерий точности в разборе вопроса о неопределенных соединениях, мне принадлежит указание на закон симметрии простых тел, что обещает большую будущность. Можно это сделать не работая?
Вы этого ведь не знаете, потому что следите за другою стороною науки. Не тщеславие заставляет меня писать так, и, поверьте, не расчет, а право защиты перед уважаемым человеком… Поверьте, Николай Николаевич, что этим письмом, хотя и грубо, но ясно я стараюсь показать мое уважение к Вам… Ваши слова я объясняю невниманием к моим работам, которые страдают именно тем, что не заключают в себе одностороннего интереса, находящегося в обычных
К счастью, это письмо никогда не было отправлено, и мы теперь можем узнать, что думал Менделеев о путях химической науки в декабре 1869 года.
Сейчас с изумлением узнаешь, что большинство химиков восприняло периодическую систему лишь как удобное учебное пособие для студентов. В цитированном письме Зинину Дмитрий Иванович писал: «Если немцы не знают моих работ… я позабочусь о том, чтобы они знали». Выполняя это обещание, он попросил своего товарища химика Ф. Вредена перевести на немецкий язык его фундаментальную работу по периодическому закону, и, получив 15 ноября 1871 года типографские оттиски, он разослал их многим иностранным химикам. Но, увы, не только компетентного суждения, но вообще никакого ответа не получил на свои письма Дмитрий Иванович. Ни от Ж. Дюма, ни от А. Вюрца, ни от С. Канниццаро, Ж. Мариньяка, В. Одлинга, Г. Роско, X. Бломстранда, А. Байера и других химиков.
Дмитрий Иванович не мог понять, в чем дело. Он снова и снова перелистывал свою статью и снова и снова убеждался в том, что она полна захватывающего интереса. Разве не удивительно, что он, не производя никаких экспериментов и измерении и основываясь только на периодическом законе, доказал, что считавшийся ранее трехвалентным бериллии в действительности двухвалентен? Разве не доказана правильность периодического закона тем, что, исходя из него, Менделеев установил трехвалентность таллия, который раньше считался щелочным металлом? Разве не убедительно то, что Менделеев, исходя из периодического закона, приписал малоисследованному индию валентность, равную трем, что спустя несколько месяцев было подтверждено измерениями теплоемкости индия, сделанными Бунзеном? И тем не менее это ни в чем не убедило «папашу Бунзена». Когда один из молодых учеников попытался привлечь его внимание к менделеевской таблице, он только досадливо отмахнулся: «Да уйдите вы от меня с этими догадками. Такие правильности вы найдете и между числами биржевого листка». А нравящееся самому
