Хью Олдерси-Уильямс - Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

Берцелиусу принадлежит заслуга введения в лабораторный обиход привычных ныне вещей, таких как, например, резиновые трубки и фильтровальная бумага, но, в отличие от Бунзена с его горелкой и Дэви с его шахтерской лампой, он не сумел закрепить за собственными изобретениями свое имя. Он был создателем концептов и слов, которые с тех пор успели перешагнуть границы чисто научного лексикона и вошли в самый широкий обиход: слова «катализ» и «протеин» придуманы именно им. Им была проделана неоценимая работа по определению пропорций, в которых элементы и их соединения вступают в связи друг с другом, что послужило основанием для атомарной теории, выдвинутой англичанином-квакером Джоном Дальтоном, и впервые в истории дало химии солидное математическое основание. Именно Берцелиус первым обратил внимание на удобство сокращенных обозначений для элементов и изобрел современные химические символы. Его система кодирования их названий с помощью одной или двух букв на основе латинского названия элементов с той поры вошла в практику далеко не только химической науки. Соединение двух последних идей – символа для каждого элемента и понимания того, что они соединяются друг с другом в определенных пропорциях – неизбежно привело к появлению первых химических формул, тех сочетаний букв и цифр, которые для химиков значат очень много, а всем остальным представляются совершенной галиматьей. («А, H 2SO 4,профессор!» – так, по мнению Флэндерса и Свонна – героев сатиры Ч. П. Сноу на конфликт «двух культур» «физиков» и «лириков», приветствуют друг друга ученые.)

Эта система обозначений представляется нам теперь одновременно знакомой и слишком формальной. Однако ее появление в 1811 г. стало настоящим графическим откровением. Последствия для научного понимания материи были грандиозны. В своих оборудованных по новейшему слову экспериментальной науки лабораториях ученые эпохи Просвещения, оставив алхимические поиски в далеком и темном прошлом, показали, что способны синтезировать простые соединения, существующие в природе. Лавуазье, соединив газы водород и кислород, получил воду. Экзотические горючие металлы, которые сумел выделить Дэви, можно было сжечь и получить окислы, содержащиеся в природных минералах. Система же Берцелиуса стерла всякое различие между материалом, получаемым из естественных источников, и тем же материалом, полученным лабораторным путем. Как только веществу, например аммиаку, дается обозначение NH 3и оно перестает именоваться «духом нюхательной соли», сразу же становится ясно, что совершенно неважно, каким способом оно получено, так как в любом случае это одно и то же вещество.

Всего перечисленного более чем достаточно, чтобы обеспечить человеку репутацию великого ученого, но упомянутым достижения Берцелиуса отнюдь не ограничивались. Ибо он, помимо церия, открыл еще три химических элемента: торий, селен и кремний. Все они по своей природе теснейшим образом связаны с землей. Все названные открытия были результатом активного участия Берцелиуса в горном деле.

Силикатные минералы, из которых Берцелиус получил чистый кремний, составляют основу коренной породы шведских почв. Берцелиус обнаружил селен, элемент близкий к сере, в осадке, собранном на предприятии по производству серной кислоты, в которое он вложил свои деньги. Торий и церий он получил из необычных минералов, присланных ему на анализ. В случае с церием Берцелиус работал в теснейшей связи со своим покровителем Хизингером в Стокгольме, а также в поместье Хизингера и непосредственно в шахтах, систематически подвергая электролизу различные соли, добываемые из минеральных образцов, которые находили на одной из заброшенных шахт Хизингера. Берцелиус выбрал для нового элемента название церий под влиянием сделанного незадолго до того открытия карликовой планеты Цереры, следуя примеру элемента урана, который был назван в честь открытия планеты Уран.

И хотя шведы были первыми, кто стал применять электролиз для получения новых элементов, им пришлось отстаивать свой приоритет в столкновении с Дэви. Когда сведения об этом дошли до французского химика Воклена, он заявил, что, если бы Институт Франции своевременно получил в свое распоряжение данные факты, Дэви пришлось бы поделиться медалью Наполеона с Берцелиусом.

Слава Берцелиуса в истории химии пострадала из-за позднейших успехов немецкой, французской и британской науки. Однако, как мне кажется, ей отнюдь не способствовала и специфика шведского национального характера. Одной из целей моего посещения Стокгольма было намерение увидеть те вещества, которые собрал Берцелиус и которым дал наименования в своей новой системе обозначений. Я когда-то увидел их на цветной вкладке в старой биографии – маленькие пузырьки, наполненные порошками пастельных оттенков голубого, желтого, серого, мыльно-зеленого цветов. На каждом – соответствующая формула, написанная рукой самого Берцелиуса. Один из пузырьков с содержимым конфетно-розового цвета заметно отличается от всего остального. Очень немногие соли действительно имеют розовый цвет. Подпись под картинкой сообщала, что все эти сокровища демонстрируются в Музее Берцелиуса. Но музея больше не существует, а его содержимое, как мне сообщили, хранится в ящиках в Шведской Королевской академии наук в ожидании того дня, когда его наследники и земляки вновь сочтут возможным почтить его грандиозный вклад в теорию, практику и язык химии.

В 1788 г. Карл Аксель Аррениус, лейтенант шведской армии и минералог (интерес к минералам появился у него, когда он учился проверять порох в лаборатории Королевского Монетного двора), открыл черную, похожую на асфальт руду, накапливавшуюся в полевом шпате шахт Иттерби, который сам по себе был телесного розового цвета. Аррениуса взволновало предположение, что он, возможно, столкнулся с источником плотного металла вольфрама, открытого несколькими годами ранее. Он послал образец руды на анализ своему другу Йохану Гадолину, профессору химии в университете города Або (ныне Турку в Финляндии, а в то время – часть Шведского королевства). После довольно длительной паузы Гадолин сообщил ему еще более интересную новость: лейтенант открыл руду нового редкоземельного элемента. Гадолин назвал руду «иттрия» в честь шахт в Иттерби, с тревогой характеризуя значение этой находки для химической науки в целом.

Не без некоторого сердечного содрогания осмеливаюсь я говорить о новом элементе, так как элементы такого типа становятся уж слишком многочисленными. Чрезвычайно жуткой представляется мне перспектива, если каждый новый из них будут находить только в одном месте или только в одном минерале.