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

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.

Гадолин и Самарский. Рядовые элементы

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.

Опасения Гадолина, что редкоземельные элементы могут быть весьма многочисленны, оказалось вполне обоснованными. Один-единственный минерал из Иттерби содержал, как выяснилось, не один редкоземельный элемент, а целых четыре. И так как предполагалось, что их единственным месторождением и является место их обнаружения, то представлялось совершенно справедливым назвать их в честь этой местности: иттрий, эрбий, тербий и иттербий. Несколько позже Пер Клеве выделил из той же самой руды окислы еще двух новых металлов и расширил географию их названий: гольмий в честь Стокгольма и тулий в честь древнего названия Скандинавии – Туле. Тем временем в другом минерале из Иттерби Андерс Экеберг открыл еще один новый элемент – металл, но на сей раз не редкоземельный – тантал. К 1879 г. шахта в Иттерби стала источником открытия семи химических элементов в списке, который к тому времени насчитывал в общей сложности 70 элементов.

* * *

Тот минерал, из которого Гадолин получил свою иттрию, назывался иттербитом, но вскоре был переименован в гадолинит в его честь. Тем не менее далеко не только этим он вошел в историю науки, ибо некоторое время спустя элемент гадолиний, наряду с самарием, был первым названным не греческим неологизмом, характеризующим его химические особенности, и не в честь какого-то мифологического героя и даже не по месту, где он был обнаружен, а в честь реального человека. Самарий был открыт в 1879 г. и назван в честь русского горного инженера Василия Самарского. Гадолиний был обнаружен через год после того.

Следующий элемент был назван в честь реально существующего человека лишь в 1944 г. Это был кюрий. На протяжении 1950-х гг. к ним добавились еще несколько, включая эйнштейний, фермий, менделевий и нобелий. Все перечисленные элементы отдают дань уважения ученым и без того прославленным своими научными достижениями. У вас может создаться впечатление, что все они довольно далеки от нашей повседневной реальности. В любом случае они знакомы нам гораздо меньше, чем те люди, в честь которых они названы. С гадолинием и самарием дело обстоит прямо противоположным образом. Открывшие их ученые еще менее известны, чем сами элементы. Несмотря на то что вы, возможно, никогда не слышали об этих двух металлах, их запасы в природе превосходят запасы свинца и их можно отыскать в любом современном доме. Гадолиний используется в магнитных звукозаписывающих дисках и в пленке, а при изготовлении миниатюрных микрофонов персональных стереопроигрывателей применяются магнитные сплавы самария. Но кто же такие Гадолин и Самарский – пара имен, которая своим звучанием напоминает название адвокатской конторы из Милуоки? И кому пришло в голову таким уникальным способом увековечить их память?

Йохан Гадолин родился в Або в 1760 г. в семье, из которой вышли два епископа этого города. Несколько отойдя от традиции, существовавшей среди клерикальных семейств, облагораживать свое имя, переводя его в латинскую форму (как, к примеру, в случае с фамилией Берцелиус), дед Гадолина взял фамилию Гадолин, на древнееврейском означающую «великий». Таким образом, гадолиний – единственный элемент с древнееврейской этимологией. Исследуя черный минерал, присланный Аррениусом, Гадолин вплотную приблизился к открытию нового элемента. В 1827 г. его коллекция минералов была утрачена в ходе пожара, уничтожившего город Або и университет. Металл иттрий был получен уже другими учеными через год. Гадолин прожил очень долгую жизнь, дожив до 93 лет и порадовавшись тому, что минерал был назван в его честь гадолинитом, однако открытие гадолиния произошло уже после его смерти.

Василий Евграфович Самарский-Быховец был горным инженером и в этой профессии дослужился до чина полковника. Находясь в 1847 г. на Южном Урале, он обратил внимание на незнакомый рыхлый минерал цвета жженой карамели, который он отослал в Берлин на анализ экспертам. Немецкие минералоги подтвердили его новизну и предложили по сложившейся в данной области исследований традиции назвать его «самарскитом». Вскоре последовало и открытие самария. Вот практически и все, что известно о Самарском, не внесшим больше никакого вклада в науку.