ДВАЖДЫ ДВА — ЧЕТЫРЕ?
Нет, речь здесь вовсе не об удивительной химической инертности нового обитателя Периодической системы. Это упорное нежелание вступать во взаимодействие ни с одним из элементов, за которое его нарекли аргоном, что значит „недеятельный", было скоро объяснено. Были открыты и другие представители семьи инертных газов — неон, криптон, ксенон.
Речь здесь об одном чувствительном разочаровании, постигшем Менделеева почти в самом конце его жизни. Конечно, ни у одного исследователя путь в науке не бывает безмятежным. Но все же досадно, что последние годы Менделеева были омрачены загадкой аргона. Великий учёный ушёл из жизни, так и не узнав, в чем здесь дело. Не недостаточная гибкость одного из самых проницательных и величайших умов в истории естествознания этому причиной. Просто при тогдашнем уровне физики эта проблема была неразрешима. Но Менделеев искал разгадку со свойственной ему страстностью и упорством.
И не находил...
Дважды два — четыре. Квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Сила взаимодействия двух электрических зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. В Периодической системе элементы располагаются в порядке увеличения их атомного веса.
К началу XX века это были равнозначные по непогрешимости истины.
Если хотя бы в единственном треугольнике квадрат гипотенузы не был равен сумме квадратов катетов — это означало бы полную несостоятельность теоремы Пифагора и, более того, классической геометрии.
Если хотя бы в одном случае выяснилось, что закон Кулона не оправдывается, — это было бы равнозначно крушению всех взглядов на природу электричества.
Если бы было найдено, что периодичность свойств химических элементов не всегда строго закономерно изменяется по мере увеличения атомного веса, — это означало бы неправильность закона Менделеева.
Но никто, складывая 2 и 2, не получил 5. Никому не удалось опровергнуть Пифагора. Остался незыблемым закон Кулона. А вот аргон, едва появившись на свет, поставил под сомнение справедливость самого общего закона химии.
На рисунке — третий и четвёртый ряды системы Менделеева. Прикройте клетку номер 18, где обитает аргон. Ничто не нарушает монотонного увеличения атомных весов элементов. Атомный вес серы больше, чем у фосфора. В свою очередь, атомный вес хлора больше, чем у серы, у калия — больше, чем у хлора... Все в порядке.
И этот идеальный порядок сразу нарушается, когда мы приоткрываем клетку с аргоном. Хлор — 35,5, аргон—40, калий — 39.
Итак, семь с лишним десятков известных к тому времени химических элементов строго подчинялись закону Менделеева, и лишь один новый пришелец — аргон — повёл себя строптиво Естественно поэтому предположить, что где-то произошла ошибка, что почему-то атомный вес этого газообразного элемента определён неверно.
Сами открыватели аргона немало смущены «невежливым» поведением своего крестника. Они согласны предоставить аргон всем желающим (хотя этот газ все ещё очень дефицитен), с тем чтобы их данные по атомному весу этого газа были проверены.
Но все опыты, а было их сотни, дают одну и ту же величину— 40. Атомный же вес калия, 39, был известен давно, и с предельной достоверностью.
В те годы методы определения атомных весов были разработаны с достаточной точностью, чтобы не оставалось никаких сомнений: различие в одну единицу атомного веса намного превышает возможную ошибку опыта.
Можно было бы, правда, в Периодической системе поменять аргон и калий местами. Но тогда, мягко выражаясь, получилась бы ерунда. Инертный газ аргон попал бы в окружение чрезвычайно активных в химическом отношении щелочных металлов, а калий очутился бы в угрюмом семействе инертных газов.
Может быть, такая же картина наблюдается и у других инертных газов? Нет. Атомный вес неона меньше, чем у следующего за ним натрия. Атомный вес криптона меньше, чем у рубидия, у ксенона — меньше, чем у цезия.
В лагере врагов Периодического закона химических элементов— а их, узколобых, было ещё немало, ох как немало в те годы! — началось оживление. Завистники — и в них Менделеев тоже никогда не ощущал недостатка, — радостно потирая руки, говорили о скором крахе системы.
Что и говорить, Менделеев не может остаться равнодушным к проискам его научных соперников. Он убеждён в справедливости своего закона. И поэтому... не верит в правильность определения атомного веса аргона. Даже в восьмом издании своих знаменитых «Основ химии», выпущенном за год до смерти, в 1906 году, учёный пишет, что аномалия атомного веса аргона «заставляет полагать, что аргон содержит подмесь другого газа с высокой плотностью».
И, как водится, начали возникать различные теории, гипотезы, предположения. Одни невероятнее других. Нередко остроумные, находчивые, но совершенно не согласующиеся с действительностью.
Собственно говоря, в Периодической системе есть ещё два нарушения плавного хода изменения атомных весов: атомный вес кобальта больше, чем у никеля, и атомный вес теллура больше, чем у стоящего после него йода. Но во времена Менделеева это не- казалось аномалией никому. Кобальт ставили после никеля, и это ничуть не сказывалось на архитектуре Периодической системы. А об атомном весе теллура тогда не было достоверных сведений.
Источник: Юрий Фиалков