Как были открыты химические элементы - Дмитрий Николаевич Трифонов

Плотность металла близка к 6,0 Плотность 5,9 (тв.) Объем атома должен быть близок к 11,5 Атомный объем 11,8 На воздухе не изменяется Слабо окисляется при красном калении Должен разлагать воду при кипячении Разлагает воду при высокой температуре Образует квасцы, но труднее, чем Al Дает квасцы NH4Ga(SO4)2∙12Н2О Еа2О3 должна легко восстанавливаться до металла Ga легко восстанавливается прокаливанием Ga2O3 в токе водорода Еа более летуч, чем Al, будет открыт методом спектрального анализа Ga открыт спектроскопическим методом Экабор Eb Скандий Sc Атомная масса ≈ 44 Атомная масса 45,1 Плотность ≈ 3,0 Плотность 3,0 Объем атома около 15 Атомный объем 15 Металл нелетуч и не может быть открыт спектральным анализом Летучесть низкая Образует основной оксид Образует основной оксид Воду будет разлагать при повышенной температуре Разлагает воду при кипении Eb2О3 в воде нерастворима, плотность ≈ 3,5 Sc2O3 в воде не растворяется, плотность 3,864 Eb2О3 с большим трудом образует квасцы Sc2O3 образует двойную соль 3К2SО4∙Sc2(SO4)3 Экасилиций Es Германий Ge Атомная масса ≈ 72 Атомная масса 72,60 Плотность ≈ 5,5 Плотность 5,327 Атомный объем ≈ 13 Атомный объем 13,57 Плотность EsO2 ≈ 4,7 Плотность GeO2 4,280 Основные свойства выражены слабо GeO2 имеет амфотерный характер EsCl4 будет жидкостью, температура кипения ≈90°C GeCl4 — жидкость, температура кипения 83°C Способность Es раскисляться низкая Ge с трудом образует низшие степени окисления Существует непрочное соединение EsH4 Получен легкоразлагающийся GeH4 Существует металлоорганическое соединение Es(C2H5)4 Известно Ge(C2H5)4

В левых колонках даны свойства экаалюминия, экабора и экасилиция, какими их предсказывал Д. И. Менделеев; в правых — приведены современные сведения о свойствах галлия, скандия и германия. Нет нужды комментировать, насколько поразительно совпадение ожидаемого с действительным.

Д. И. Менделеев

Вот как объясняет употребление приставки «эка» Д. И. Менделеев: «Чтобы не вводить в науку новые названия для ожидаемых элементов, я стану называть их по имени ближайшего низшего аналога из числа четных или нечетных элементов той же группы, прибавляя к названию этого элемента санскритские слова счета (эка, два, три, чатур и т. д.)»[8]. (Санскритский язык относится к давно исчезнувшим, но от него производятся многие слова в различных современных языках.) Следовательно, ближайший аналог алюминия по группе будет экаалюминий и т. п.

ГАЛЛИЙ

Открытие этого элемента зафиксировано с точностью до часа. 27 августа 1875 г. в пятницу между тремя и четырьмя часами вечера я обнаружил признаки вероятного существования нового простого тела в продуктах химического исследования цинковой обманки из рудника Пьерфитта в долине Аргелэ (Пиренеи) — этими словами П. Лекок де Буабодран начал свой доклад в Парижской Академии наук. Ученый описал некоторые свойства нового элемента и отметил, что констатация его существования в природном объекте была достигнута спектральным анализом, именно так, как предсказывал пятью годами раньше Д. И. Менделеев. Буабодран жаловался, что имеет исключительно малое количество вещества. Поэтому свойства самого элемента для него пока были неясны.

Новый элемент 29 августа получает имя: П. Лекок де Буабодран предлагает назвать его галлием (в честь Галлии — древнего названия Франции). Опыты по изучению галлия между тем успешно продвигаются, ученый получает дополнительные сведения, которые включает в сообщение для Парижской Академии, а далее направляет для напечатания в академический научный журнал. В середине ноября журнал со статьей П. Лекок де Буабодрана достигает Петербурга, где его с нетерпением ждет Д. И. Менделеев. Есть все основания полагать, что Менделеев узнал о галлии раньше, но из вторых рук. Двумя неделями ранее в Русское химическое общество прибыла из Парижа корреспонденция за подписью Ф. де Клермона. В ней рассказывалось об открытии галлия и была приведена краткая характеристика его свойств. Но, конечно, для Д. И. Менделеева было важно прочитать статью самого автора его открытия.

Реакция ученого на прочитанное следует немедленно. Уже 16 ноября он делает сообщение на заседании Русского физического общества. Как гласит протокольная запись, Д. И. Менделеев заявил, что открытый металл, вероятно, является эка-алюминием. На следующий день он пишет на французском языке «Заметку по поводу открытия галлия». И наконец, 18 ноября Д. И. Менделеев рассказывает о галлии на заседании Русского химического общества. Такую деловую активность ученого легко понять. Он почувствовал, что один из предсказанных им элементов становится реальностью. Если дальнейшие исследования подтвердят идентичность свойств экаалюминия со свойствами галлия, полагает Д. И. Менделеев, это будет поучительный пример полезности периодического закона.

Всего шесть дней проходит (поразительный пример быстроты информации!), а «Заметка по поводу открытия галлия» уже попадает на страницы научного журнала Парижской Академии наук. И теперь особый интерес представляет то, как относится к ней П. Лекок де Буабодран. Он тем временем продолжает свои опыты и новую порцию результатов готовит для опубликования: 6 декабря желающие могут прочитать очередное сообщение французского ученого. По-прежнему он сетует на трудности, связанные с исключительной редкостью галлия, рассказывает о приготовлении металла (электрохимическим методом), описывает некоторые его свойства и предполагает, что формула оксида галлия должна быть Ga2O3.

Только в самом конце статьи несколько слов о заметке Д. И. Менделеева. Да, эту заметку он, П. Лекок де Буабодран, прочел с большим интересом, и вопросы классификации простых тел давно занимают его. Он никогда не знал про сделанное Д. И. Менделеевым предсказание свойств экаалюминия.