Введение

Великое предсказание

Что же означают пустые места в таблице Менделеева? Может быть, это пробелы в природе, и потому химики не нашли элементы, подходящие, к пустым клеткам таблицы? Или это пробелы в человеческом знании о природе? Существует ли, например, в природе элемент, атомный вес которого больше, чем у кальция, и меньше, чем у титана, и в то же время похожий химическими свойствами на бор и алюминий?

У Менделеева сомнений не было. Каждое место в таблице соответствует определенному химическому элементу, который должен обязательно существовать. Места, на которых были расположены карточки с названиями элементов, клетки в периодической таблице, где вписаны символы элементов и их атомные веса, для великого ученого были полны глубочайшего содержания: они определяли всю природу каждого элемента, все его физические и химические свойства и свойства всех его соединений.

В 1871 г. в журнале Русского химического общества появилась большая работа Менделеева. Она называлась "Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов". Вряд ли в мировой научной литературе когда-либо была опубликована статья, похожая на эту! В ней Менделеев описал три никем, никогда и нигде в мире не виданных химических элемента, причем описал их так обстоятельно, как не смог бы это сделать иной ученый-исследователь, державший в руках их соединения и посвятивший долгие годы опытному изучению их в лаборатории.

Во всей истории науки трудно найти что-либо равное этому необычайному выступлению русского химика - не только по научной смелости, по революционной глубине высказанных в нем мыслей, но и по огромному влиянию этой статьи на развитие не только химии, но и всей науки в течение столетия, вплоть до наших дней.

"Решаюсь сделать это ради того, чтобы хотя со временем, когда будет открыто одно из этих предсказываемых мною тел, иметь возможность окончательно увериться самому и уверить других химиков в справедливости тех предположений, которые лежат в основании предполагаемой мною системы",- писал в этой статье Менделеев.

Каким же путем периодический закон дает возможность описывать неведомое? Каким образом место в таблице определяет свойства элемента? Лучше всего это можно понять, если попытаться, по примеру Менделеева, сравнить свойства элемента пустой клетки со свойствами его соседей. Выделим из таблицы ту часть, которая включает пустые места и окружающие их элементы.

Пустая клетка между кальцием и титаном находится в начале четвертого периода, а две пустые клетки, расположенные рядом между цинком (Zn) и мышьяком (As), находятся в конце этого периода.

Гипотетический (предполагаемый) элемент, который должен был занимать первое пустое место, Менделеев назвал экабором. В таблице он следует за кальцием. Тот элемент, который должен занять пустое место около цинка, Менделеев назвал экаалюминием, а соседний с ним - экасилицием.

Пустое место экабора находится между кальцием (атомный вес 40) и титаном (атомный вес 48). Следовательно, атомный вес экабора должен быть близок к среднему значению: (40+44)/2 = 44. С кислородом он должен давать окись, аналогичную по составу с окисями бора и алюминия: Х₂О₃- Сам экабор должен быть легким металлом: он ведь стоит между двумя легкими металлами - кальцием и титаном. Относительная плотность соседей экабора по ряду позволяет определить и его относительную плотность. Для кальция она равна 1,6, для титана -5,2. Поэтому относительная плотность экабора должна быть приблизительно равна : (1,6+5,2)/2=3,4 У экабора должны быть бесцветные соли, потому что соседи образуют бесцветные соединения.

Из растворов его солей экабор можно осаждать содой, его углекислая соль будет нерастворимой, потому что его соседи образуют нерастворимые углекислые соли. Попробуем описать и еще один элемент, пустое место которого находится рядом с цинком, - эка-алюминий. Между цинком и мышьяком Менделеев оставил два пустых места. Атомный вес мышьяка - 75, цинка - 65. Нетрудно сообразить, что экаалюминий должен обладать атомным весом около 68. Он помещается в третьем столбце рядом с металлом цинком ; в этом столбце находится алюминий - тоже металл, и экаалюминий должен быть на него похожим. Значит, экаалюминий будет тоже металлом.

Плотность его мы определили бы по известной плотности ближайших соседей, учитывая лишь, что рядом с экаалюминием есть еще одно пустое место - экасилиций. Относительная плотность экаалюминия должна быть близка к 6,0. Так же как и экабор, экаалюминий можно осадить содой из растворов его солей.

Соединения алюминия с хлором обладают при высокой температуре летучестью, и хлористое соединение экаалюминия должно быть также летучим. Вот какими словами Менделеев заканчивает описание свойств экаалюминия: "Можно надеяться, что он будет открыт спектральным исследованием, подобно тому как открыты следующие за ним индий и таллий..." Таким образом, Д. И. Менделеев не только описал неведомое, но и предсказал, как оно будет познано.