Д. И. Менделеев: «Естествоиспытатели не пророки, а науку стремятся сделать пророческую»

В последнее время мы часто слышим, что процесс обучения в старших классах школы сильно формализован и зачастую сводится к «натаскиванию» учеников к сдаче ЕГЭ. В вузах творческая составляющая в преподавании, безусловно, присутствует, что позволяет готовить думающих, способных к решению нетривиальных задач специалистов. Представляется, однако, что действенный прием стимулирования интереса школьников и студентов к изучению предмета, состоящий в демонстрации связи открытий и научных теорий с именами конкретных ученых, временем, в котором они работали, взаимоотношениями между ними и, наконец, их судьбами, используется не в полной мере. Всё в этом мире, кроме природы, есть плод рук человеческих — художников, музы- кантов, поэтов и писателей, инже- неров, политиков и многих других, в том числе людей, занимающихся наукой. Об ученых и их открытиях, даже великих, в обществе знают не многие и не много. Процесс позна- ния природы, поиск решения ее загадок, пожалуй, самый захватывающий из всех видов деятельности человека, однако он приносит учеД. И. Менделеев: «Естествоиспытатели не пророки, а науку стремятся сделать пророческую» Члены химической секции I Съезда русских естествоиспытателей (1868) — учредители Русского химического общества. В. В. Марковников — в нижнем ряду четвертый слева, Д. И. Менделеев — в верхнем ряду второй справа (Д. И. Менделеев в воспоминаниях современников. — М.: Атомиздат, 1973.). Работа приносит ученым не только ощущение счастья, но зачастую разочарование и огорчение. 26 ным не только ощущение счастья, но и разочарование, и огорчение. В канун грядущих юбилейных дат в химии хотелось бы вспомнить имена двух выдающихся русских химиков Дмитрия Ивановича Мен- делеева и Владимира Васильевича Марковникова. Они были совре- менниками и входили в число уч- редителей Русского химического общества, 150-летие которого от- мечается в этом году. А в 2019 году будет отмечаться 150-летие двух за- мечательных открытий — Периоди- ческого закона Менделеева и пра- вила Марковникова. Известность этих двух ученых у нас в стране и за рубежом совершенно разная: в России о Д.И. Менделееве знает, наверное, каждый второй, тогда, как имя В. В. Марковникова извест- но лишь тем, кто изучал химию, бу- дучи студентом. С другой стороны, ежегодно правило Марковникова упоминается в сотнях научных пу- бликаций по всему миру, причем гораздо чаще, чем имя творца Пе- риодического закона. Владимир Васильевич Марков- ников (1838–1904) родился в селе Черноречье Нижегородской гу- бернии– месте, где сейчас распо- ложен Дзержинск. В городе есть даже улица, названная его именем. В. В. Марковников учился в Казан- ском университете, где слушал лекции выдающегося русского хи- мика Александра Михайловича Бутлерова. Кстати, улицы Бутлерова и Марковникова в Дзержинске расположены очень близко и идут параллельно друг другу. В 1873 г. В. В. Марковников был приглашен в Московский университет, чтобы возглавить химическую лабораторию, которая находилась в «неподобающем» состоянии. Тогда как химические школы Казанского и Санкт-Петербургского университетов добились к тому времени огромных успехов, химические образование в Московском университете угасало. Так что Владимира Васильевича можно считать основателем химической школы Московского университета. В 1869 году А. М. Бутлеров предложил В. В. Марковникову перевести его только что защищенную диссертацию на немецкий язык. В Германии в то время работала целая плеяда выдающихся химиков, регулярно издавались научные журналы, например, Либиховские анналы. На предложение А. М. Бутлерова В. В. Марковников ответил так: «Если в других странах мои труды будут интересны, то надобно бы им изучить русский язык». Дмитрий Иванович Менделеев (1834–1907) родился в Тобольске. После окончания гимназии он не имел возможности, хотя очень хо- тел, поступить в Санкт-Петербургский университет. И все же, свое об- учение Д.И. Менделеев продолжил в столице, где в 1855 году окончил отделение естественных наук фи- зико-математического факультета Главного педагогического институ- та. В марте 1869 года в первом изда- нии своего труда «Основы химии» Д.И. Менделеев опубликовал Пери- одическую систему химических эле- ментов, которая стала выражением сформулированного им же Перио- дического закона: «Свойства про- стых тел, а также формы и свойства соединений элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодиче- ской зависимости от их атомного веса». Последнее, подготовленное Д.И. Менделеевым при жизни, изо- бражение Периодической систе- мы появилось в восьмом издании «Основ химии» в 1906 году, за год до кончины ученого. На рисунке представлена полностью идентич- ная варианту восьмого издания фо- токопия таблицы, заимствованная из девятого (посмертного) издании «Основ химии» (1928). Формулировка Периодического закона Менделеева была скорректирована после двух великих открытий начала 20-го века. В 1913 году английский физик Генри Мозли показал, что порядковый номер элемента равен заряду ядра его атома, а в 1921 году датский физик Нильс Бор установил структуру электронных оболочек атома, периодичность заполнения которых и обуславливает периодичность изменения свойств химиче- ских элементов. К несчастью, гени- альный физик Мозли погиб в 27 лет от шальной пули в Первую мировую войну. Современная формулировка Периодического закона следующая: «Свойства химических элементов, а также образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от ве- личины зарядов ядер их атомов». Си- стема химических элементов Менде- леева — наиболее выразительный образ химической науки или, как назвал её американский химик Эрик Скерри, «самая узнаваемая хими- ческая икона». При этом сущность Периодического закона физическая. Неслучайно, то что «в целях повыше- ния осведомленности мировой об- щественности о фундаментальных науках и расширения образования в области фундаментальных наук…» Генеральная ассамблея ООН на сво- ем заседании 20 декабря 2017 года объявила 2019 год Международ- ным годом Периодической системы химических элементов. Вскоре в январском номере 2018 года аме- риканского журнала «Chemical & Engineering News» появилась статья лектора Калифорнийского универ- ситета Эрика Скерри под названием «Periodic Table turns 150 in 2019». В статье никоим образом не оспари- вается приоритет Д. И. Менделеева в открытии Периодического закона, хотя отмечается, что таблица Мен- делеева была шестой по счету та- блицей химических элементов. Не вдаваясь в дискуссию, о том какой именно она была — шестой, третьей или какой-то еще, следует сказать, что попытки систематизировать химические элементы действительно предпринимались и до Д.И. Менделеева. Однако именно Д. И. Менделеев сделал то, чего не сделал никто другой, а именно использовал Систему элементов как инструмент дальнейшего познания природы. Анализируя созданную им таблицу, он предсказал существование еще не открытых элементов, а также существенно исправил атомные веса некоторых уже известных элементов. Наиболее серьёзный соперник Д. И. Менделеева в борьбе за приоритет в создании таблицы элементов — немецкий химик Лотар Мейер. Свою систему элементов он представил еще в 1863 году. Однако даже в статье 1870 года он выражает сомнение в предсказательной силе Таблицы Менделеева. В частности Мейер пишет: «Было бы поспешно изменять доныне принятые атомные веса на основании столь непрочного исходного пункта. Вообще, в настоящее время на подобного рода аргументы нельзя ни слишком сильно полагаться, ни ожидать от них столь же определенного решения вопроса, как от определения теплоемкости или плотности пара». Интересно, Периодическая система элементов, опубликованная в девятом издании «Основ химии» Д.И. Менделеева в 1928 году НАУКА «Поиск-НН» № 2 (212), 2018 27 что в своей недавней статье док- тор Скерри объясняет успех «зага- дочного Русского химика Дмитрия Менделеева» тем, что «Менделеев работал в России в то время, когда химическое сообщество в ней толь- ко зарождалось…, а смелые идеи и спекуляции приветствовались». Далее, Скерри отмечает, что основ- ной соперник Д. И. Менделеева — Л. Мейер, работал в «Немецком химическом сообществе, которое было крайне формализовано и не приветствовало спекуляций в своих химических журналах». Утверждение доктора Скерри о зачаточном состоянии российской химии во времена Менделеева не справедливо. О мировом уровне химической науки в России в середине XIX века свидетельствуют достижения русских ученых. В 1843 году Николай Николаевич Зинин разработал способ получения анилина — ценнейшего органического вещества, в 1844 году Карл Карлович Клаус открыл новый химический элемент и назвал его в честь России рутением, в 1861 году Александр Михайлович Бутлеров создал теорию строения органических веществ, а в 1869 году Владимир Васильевич Марковников сформулировал Правило реакций присоединения в органической химии. И этот список можно продолжить. Заслуги Д. И. Менделеева и Л. Мейера в разработке системы химических элементов были отмечены присуждением обоим одновременно в 1882 г. Королевским обществом (Великобритания) медали имени выдающегося английского ученого Дэви. Спустя пять лет в знак признания их заслуг обоих пригла- сили в числе других известных европейских химиков на собрание Британской ассоциации продвиже- ния науки (Манчестер, 1887), о чем свидетельствует сделанная на этом собрании фотография. Однако признание заслуги Мен- делеева в открытии Периодическо- го закона не было безоговорочным. В 1901 году профессор Пражского университета Богуслав Франце- вич Браунер во время доклада на XI Съезде русских естествоиспытателей и врачей в Санкт-Петербурге сказал следующее: «Вот уже более двадцати лет прошло с того времени, как я приступил к исследованию редких элементов... Поводом к этому для меня послужило, прежде всего, то обстоятельство, что знаменитую идею периодического закона выразил Дмитрий Иванович Менделеев, член нашей великой славянской семьи. Я видел, как эта великая идея оставалась без внимания, по всей вероятности потому, что принадлежала русскому химику» (Б. Ф. Браунер. О положении редкоземельных элементов в Периодической системе Менделеева. ЖРФХО. 1902. Т. 34. С. 142). В заключение коснемся вопроса, связанного с видом таблицы Менделеева. Надо сказать, что за прошедшие почти полтора века появлялись и, что удивительно, продолжают появляться различные формы системы химических элементов. У автора этих строк отношение к ним сдержанное, поскольку вариант самого Менделеева достаточно полно визуализирует периодичность изменения свойств элементов и их соединений. В 1989 г. Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC) не рекомендовал использо- вать так называемую короткую форму Таблицы элементов, отдав, таким образом, окончательно предпочте- ние длинной форме. Ее без труда можно найти в интернете, она вклю- чена практически во все химиче- ские учебники. Не отвергая логики, которой руководствовался IUPAC, предлагая использовать длинную форму, следует, справедливости ради, сказать, что таблица самого Менделеева имела короткую форму (см. рисунок выше). Дополненный новыми элементами короткий вариант таблицы с рядами лантаноидов и актиноидов, помещенными в ее «подвал», применялся в Советском Союзе. Тогда как в России ее всё еще используют, за рубежом она практически не встречается. Заканчивая этот краткий научно-исторический экскурс, позволю себе утверждать, что работа настоящего ученого всегда полна драматизма, независимо от того, кто это — младший научный сотрудник или академик. Иллюстрацией этого может служить то, что некоторые проблемы Периодической системы элементов Д. И. Менделеевым так и не были решены. Осознание этого не давало покоя творцу Периодического закона до конца жизни. И еще, готовя этот текст, я решил посмотреть, что написано о Д. И. Менделееве на сайте Российской академии наук, членом-корреспондентом которой он был. Открыв вкладку «Дмитрий Иванович Менделеев» и затем вкладку «направления деятельности», я нашел лишь одно слово — химик…

Читайте также
Комментарии