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

На карте Европы имеется еще несколько подобных «активных» районов, относящихся к более раннему времени: Лондон, благодаря многочисленным открытиям Деви и Рамзая, и Париж, который может похвастаться 12 обнаруженными там элементами. Отмечены на моей карте также Берлин, Женева и Эдинбург. Но больше всего точек после Лондона и Парижа насчитывает Швеция. Одно их скопление располагается в старом университетском городе Уппсале, другое – в самой столице Швеции – Стокгольме. На счету шведской науки открытие по меньшей мере 19 элементов, более одной пятой всех встречающихся в природе. Многие из них носят названия тех мест, в которых были обнаружены (иттрий, эрбий, тербий и иттербий названы в честь шахты в Иттербю; гольмий назван в честь самого Стокгольма), или более или менее романтических образов Скандинавии (скандий, тулий).

Но почему именно Швеция занимает такое важное место в истории открытия элементов? Одной из главнейших моих целей в ходе написания этой книги было показать, что мы знакомимся со многими элементами благодаря нашей культуре, никогда не заходя в химическую лабораторию. Неон и натрий известны нам посредством своего света, йод благодаря его роли в домашних аптечках, хром – из-за его дешевого блеска. Другие, такие как сера, мышьяк и плутоний, больше знакомы нам по многочисленным историям. Элементы, которые нашли в Швеции, не входят ни в ту ни в другую категорию. Среди них металлы, марганец и молибден, и немалое число элементов, имеющих общее наименование «редкоземельных» – группа элементов, которые получили свои названия непосредственно в честь различных мест в Швеции. Они не оставили особого следа в истории человеческой культуры, ни плохого, ни хорошего. И тем не менее с ними также связаны определенные культурные ассоциации. И как видно из их топонимии, названные ассоциации уходят довольно глубоко. Париж и Лондон дали миру новые элементы благодаря тому, что они были крупнейшими центрами интеллектуальной жизни. В Беркли и Дубне было установлено специальное оборудование, с помощью которого были синтезированы тяжелые элементы, следующие в периодической таблице за ураном. Но в случае со Швецией логика очень проста – ее элементы появились из самой шведской земли.

С тем, чтобы побольше узнать об этом плодородном чреве элементов и о тех ученых, которые выступили для них в роли повивальных бабок, я решил сам съездить в Швецию. Мне хотелось понять, как так получилось, что два города на самом краю Европы – один из них вообще расположен в глубокой провинции – на протяжении полутора столетий опережали Лондон и Париж в погоне за новыми химическими элементами. В первой половине XVII столетия Швеция на короткое время становится крупной сверхдержавой в Северной Европе. Ей удалось подчинить себе Норвегию, Финляндию, отдельные части России, северную Германию и территорию современных Балтийских государств. Не последним фактором, способствовавшим подобному расширению Швеции, были ее обширные запасы железной и медной руд – источник ее военной и экономической мощи. Со временем имперские амбиции уступили место новой и более привлекательной цели – идее о Великой Скандинавии. Но разработки полезных ископаемых продолжались, и именно благодаря им в годы постепенного упадка Швеции как сверхдержавы она внесла тот громадный вклад в периодическую систему элементов, о котором мы говорим. И пока мой самолет летит над озерами и лесами по направлению к Стокгольму, я размышляю над историей страны и над тем, как ее особенности отразились на открытии новых элементов: с каждым следующим открытием их названия становились все менее локальными, от иттрия в 1794 г. до скандия в 1879 г.

* * *

В Стокгольме я познакомился с Ялмаром Форсом, молодым историком химии с редкой светлой бородкой, любезно согласившимся показать мне несколько научных достопримечательностей. Мы начали со Сторторгета. Это слово означает большую «площадь», на самом же деле Сторторгет – маленькая площадь, расположенная на крошечном пространстве Стадсхольмен, старом городе Стокгольма. На одной из сторон площади внимание привлекает старинный купеческий дом красного цвета с барочными фронтонами и псалмом, высеченным на каменной табличке над входом. Именно здесь Карл Шееле, чуть было не ставший первооткрывателем кислорода и хлора, около 1768 г. работал аптекарем. Наша следующая остановка – государственный монетный двор, расположенный на набережной непосредственно рядом с Королевским дворцом. Здесь в 1735 г. Георг Брандт, попечитель монетного двора, обнародовал свое предположение, что синий цвет смальтовой руды, побочного продукта, получаемого в ходе разработок медных копей, может послужить ключом к открытию нового элемента. Совет Шахт, находившийся на монетном дворе, отвечал за анализ структуры минералов, и именно благодаря ему здесь возникла первая химическая лаборатория в Швеции задолго до появления исследовательских центров в Уппсале и где бы то ни было еще. К тому времени, когда в нее пришел Брандт, лаборатория существовала уже очень давно и успела прийти в упадок, так что он вынужден был заняться ее модернизацией. Однако особых благодарностей за свои труды Брандт не услышал. Он был рационалистом, а его начальники были розенкрейцерами, не склонными отказываться от своих взглядов. Со временем, однако, Брандту удалось получить больший контроль над ситуацией и к его прогрессивным взглядам стали прислушиваться более внимательно. Последние годы своей деятельности в лаборатории он много времени и энергии посвящал опровержению заявлений множества самых разных шарлатанов о превращении серебра и других металлов в золото. Целых семь лет ушло у него на получение первого образца кобальта. По словам Ялмара, это было первое в прямом смысле слова современное открытие химического элемента, то есть впервые оно было подкреплено солидной химической теорией, а не магическими заклинаниями алхимии.

Мы идем дальше, пересекаем мост и выходим на площадь Карла XII. Среди величественных зданий, возвышающихся над зеленью скверов, выделяется внушительное строение XIX века желто-охристого цвета, – главное управление железорудных разработок в те времена, когда Швеция была самым крупным экспортером железа в мире. По верху здания идет барельефный фриз. На нем героического вида люди заняты производством металла на всех его стадиях, от добычи руды до ее плавки в горнах и отливки чугуна. Немного ниже на фасаде можно видеть медальоны с портретами Шееле, Берцелиуса и других великих шведских химиков. «В наше время никто уже не знает, кто это такие», – говорит Ялмар с печальным блеском в глазах.