Дмитрий Менделеев и Лотар Мейер

Об авторстве периодического закона

«Личное знакомство… не может быть заменено одним чтением… сочинений»

14 апреля 1859 года 25-летний приват-доцент Петербургского университета Дмитрий Иванович Менделеев почтовым дилижансом выехал из Петербурга в Варшаву. Целью поездки, как писал академик Фрицше, было «посетить иностранные лаборатории и воспользоваться советами знаменитых иностранных химиков, личное знакомство с которыми никак не может быть заменено одним чтением их сочинений». Три месяца путешествовал он по Европе, прежде чем остановил свой выбор на Гейдельбергском университете. В то время здесь работали такие светила науки, как Р. Бунзен, Г. Кирхгоф, Э. Эрленмейер, Г. Кариус. Да и сам Гейдельберг пришелся по душе молодому человеку. На такой выбор немаловажное влияние оказала и большая колония молодых российских ученых, повышающих здесь свое образование: химики А. Бородин, П. Алексеев, Л. Кисенко; физиолог И. Сеченов; медики С. Боткин, Э. Юнге, Л. Беккерс; ботаники Л. Ценковский, А.Фаминицын, М. Воронин и другие.

В недавние времена советские авторы всячески пытались затушевать влияние немецких ученых на будущую судьбу молодого Менделеева. Так было положено, но даже в изданной в то время книге «Менделеев» ее автор Г. Смирнов не мог не привести слова Эрленмейера, сказанные при прощании Менделееву, что, мол, русский ученый «ничего от немцев не взял, а только имел время раскрыться», и не сказать о том, что Бунзен принял Дмитрия Ивановича с распростертыми объятиями, нашел для него рабочее место и обещал сделать всё от него зависящее.

Решив устроить свою домашнюю лабораторию, Менделеев съездил за приборами в Париж, а на обратном пути заехал в Бонн к знаменитому «стеклянных дел мастеру» Г. Гейслеру, чтобы поучиться у него работать со стеклом. В декабре 1859 года была намечена и согласована с Бунзеном программа работ, включающая исследование капиллярности.

«Химик, который не есть также физик, есть ничто»

При обсуждении первых результатов этой работы с немецкими учеными Менделеев приходит к мысли разобраться в том, как влияет на капиллярность повышение температуры жидкости. Именно в это время Бунзен сказал своим ученикам знаменитые слова: «Химик, который не есть также физик, есть ничто!» Использование физических методов исследования приводит Менделеева к необходимости повышения давления в сосуде с жидкостью. В результате он определяет новый параметр, известный теперь как температура абсолютного кипения.

И всё же надежды Менделеева «в капиллярности найти ключ к решению многих физико-химических задач» не оправдались. Теперь его занимает вопрос зависимости сцепления жидкостей от веса частиц. В конце апреля 1860 г. он едет в Мюнхен к знаменитому Либиху. Либих любезно принял россиянина, много рассказывал ему об исследованиях, проведенных в Гиссене, и о его русских учениках – А.Воскресенском, Н.Зинине, В.Ильенкове, Н.Соколове и других . Менделеев, в свою очередь, делится с Юстусом Либихом своими планами. Вернувшись в Гейдельберг, Дмитрий Иванович снова садится за работу.

О возвращении в Россию речь не идет по двум причинам. Первая – это ситуация на родине, о которой красноречиво свидетельствует письмо Сеченова к Менделееву: «…Неурядица на святой Руси страшная. Петербургская публика к науке охладела…В России работать…гораздо труднее, чем за границей, климат скверный. Жизнь дорогая. Вот почему меня тянет назад», (т.е. за границу). Вторая причина - это намечающийся в Карлсруэ 3 сентября 1860 г. Международный съезд химиков.

«Решающий момент в развитии моей мысли…»

На этом съезде впервые во всей полноте был поставлен кардинальный для того времени вопрос о различии атомов и молекул, об атомных и молекулярных весах, о формулах химических соединений. «Решающим моментом в развитии моей мысли о периодическом законе я считаю 1860 год, съезд химиков в Карлсруэ, в котором я участвовал…», - пишет много позднее Д.И.Менделеев.

В это же время гейдельбергские учителя предлагают ему заняться исследованием органических соединений – главным направлением химии второй половины XIX столетия. И эта идея (от которой он сначала упорно отказывался) оказывает колоссальное влияние на быстрое признание молодого ученого, на изменение его семейного и материального положения.

В 1861 г. он возвращается в Россию. Для намеченных экспериментов Менделееву требуется определенная сумма денег. И он решает подать документы на соискание Демидовской премии. Менделеев пишет первый учебник органической химии на русском языке. Фундаментом этой работы являются три открытия, сделанные в Германии: первое – разработанный Ю. Либихом простой быстрый и точный метод определения состава органического вещества; второй – открытие синтеза Ф. Вёлером; третий – открытие этими учеными явления изомерии, то есть возможности существования тел одинакового химического состава, но с разными свойствами.

Уже весной 1862 г. Менделеев получает за свой труд полную Демидовскую премию – 1000 рублей, сумму по тем временам немалую. Разрешились его материальные проблемы, и он сделал предложение своей будущей жене. Венчание состоялось в апреле 1862 г. Написание же «Органической химии» систематизировало взгляды самого автора и явилось важным шагом на пути к его главным открытиям: созданию периодической системы химических элементов и разработке первых представлений о металлоорганических соединениях.

«Мне были известны труды, предшествовавшие моим»

Так написал Менделеев в примечании к своим «Основам химии». В библиотеке Менделеева хранится книга немецкого химика Л. Гмелина за 1843 год, в которой сделана попытка объединить в таблицы известные на тот период свойства некоторых металлов и соединений. В 1853 году английский химик Дж. Гладстон обратил внимание на сходство химических свойств элементов с близкими атомными весами (платина, родий, иридий, осмий, палладий и др.). Спустя четыре года швед Ленсен опубликовал статью, в которой объединил в некие «триады» сходные по химическим свойствам элементы: рутений-родий-палладий, осмий-платина-иридий, марганец-железо-кобальт. А в книге А Штеккера «Теория и эксперименты для определения атомных весов элементов», которую Д.И.Менделеев привез из своей заграничной командировки, есть отмеченная им еще в 1859 году фраза: «Вышевыставленные отношения между атомными весами… химически сходственных элементов, конечно, едва ли могут быть приписаны случайности, но ныне; мы должны предоставить будущему отыскание закономерности, проглядывающей между указанными числами» .

В 1865 г. Дж.А.Р. Ньюлэндс опубликовал список из 62 элементов, расставленных в порядке возрастания атомных весов в 8 столбцах и 7 группах. Все элементы в этих столбцах и группах были пронумерованы. Ньюлэндс подчеркивал, что номера химически сходных элементов отличаются друг от друга на число 7 (или кратно 7). Картина напоминала музыкальную гамму – восьмая нота повторяет первую. Поэтому он и предложил назвать свою таблицу «законом октав».

Уже одно то обстоятельство, что в таблице не оставлены свободные места для еще не открытых элементов, лишает ее значения системы, выражающей закон природы. Несмотря на столь существенное различие, некоторые исследователи пытаются приписать Ньюлэндсу соавторство в открытии периодического закона . Еще более жаркие споры идут по поводу соавторства в открытии периодического закона элементов в отношении немецкого химика Лотара Мейера.

Здесь хочется заметить, что сущность этих споров мне до конца непонятна: наука едина и достижения одних ученых всегда опираются на работы других, в каких бы странах они ни проживали.

В немецкой энциклопедии Brockhaus die Enziklopädie[1] сказано буквально следующее: «M. stellte gleichzeitig und unabhändig von J.L.Meyer 1869 ein Periodensystem der chem. Elemente auf...» (Менделеев одновременно и независимо от Юлиуса Лотара Мейера в 1869 году представил Периодическую систему химических элементов .

Уж не знаю, по этой ли, по другой ли причине, в зале общей химии Немецкого Технического музея в Мюнхене рядом с огромной таблицей Периодической системы нет ни имени Менделеева, ни имени Мейера.

«Было бы поспешно изменять доныне принятые атомные веса»

Профессор химии университетов в Карлсруэ и Тюбингене Лотар Мейер в своей статье «Natur der Atome: Gründe gegen ihre Einfachheit»), опубликованной в 1864 году, пытался сравнить свойства металлов с близкими атомными весами, а также свойства молекул и радикалов с учетом их молекулярных весов. Вот фраза из его статьи: «Можно предположить, что разница атомных весов этих элементов изменяется так же, как у аналогичных органических соединений или радикалов, и также зависит от разницы в составе их так называемых атомов. Эти атомы могли бы быть неделимыми величинами, и тогда соединения атомов высших порядков определяли бы состав и свойства сложных соединений и радикалов». Мейер экспериментировал с метиловыми соединениями и легкими металлами (литием, натрием, калием), пытаясь из сравнения их свойств вывести новые закономерности.

Уже в своей первой статье по поводу Периодической системы элементов (опубликованной сразу же и в немецкой печати! ) Менделеев решительно отошел от предложенного Мейером сравнения свойств металлов и органических соединений и остановился лишь на первых. Он, в частности, писал, что ступенчатое изменение атомных весов металлов должно найти свое отражение в ступенчатости изменения их свойств и (отдавая, очевидно, дань уважения Лотару Мейеру) что «величина атомных весов определяет характер элементов, как величина молекул – единство свойств тела».

В 1870 году, уже после появления первых сообщений Менделеева о периодическом законе, Мейер опубликовал кривую изменения атомных объемов элементов. Она действительно отражала одно из свойств периодического закона, но всё дело в том, что сам автор статьи не смог разглядеть в ней общей закономерности природы – периодичности. Именно в этой особенности –периодической зависимости свойств элементов от изменения их атомных весов -заключается отличие работ Менделеева от всех его предшественников.

Не будем повторять здесь общеизвестные истины о том, как открывались предсказанные Менделеевым химические элементы - экаалюминий, экабор и экасилиций (для которых были оставлены свободные места в таблице Менделеева!). Отметим лишь, что Фридрих Энгельс, отмечая научный подвиг Менделеева, в своем труде «Диалектика природы» писал: «Менделеев, применив бессознательно гегелевский закон о переходе количества в качество, совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты - Нептуна».

Ну, а что Лотар Мейер? Он долго не мог смириться с мыслью о том, насколько далеко ушел вперед тот, кто когда-то приезжал учиться в Германию. Когда Менделеев указал Лекоку де Буабоданур на ошибку в определении плотности галлия – предсказанного Менделеевым как экасилиций, - Лотар Мейер в журнале «Либиховские Анналы» раздраженно писал: «Было бы поспешно изменять доныне принятые атомные веса на основании столь непрочного исходного пункта».

Даже упомянутая ранее немецкая энциклопедия вынуждена была показать некоторые существенные отличия в работах Менделеева и Мейера. О Менделееве сказано, что он на основе своей системы предсказал наличие и свойства новых элементов. В отношении Мейера его соотечественники ничего подобного сказать не посмели.

Д.И. Менделеев внес также огромный вклад в создание теории металлоорганических соединений – важнейшей отрасли современной химии и химической промышленности, о чем до последнего времени исследователи умалчивали. Но это, как говорится, уже другая история.

Виктор Фишман, Мюнхен