Беседа о самом необыкновенном в мире веществе

Химия одного-единственного атома

Слова «наука» и «чудо» вовсе не противоречат друг другу. Нельзя считать, что задача науки — разоблачать чудеса. Будет гораздо правильнее утверждать, что наука-то и создает подлинные чудеса, делает сказочно немыслимое реальным и действительным. Таким подлинным чудом, чудом, осуществленным самой могущественной силой в мире — человеческим разумом, было создание и открытие 101-го элемента. Величайший критерий истинности научных положений — это, бесспорно, возможность предсказания.

Результаты хроматографического исследования показали химическое сходство между лантаноидами и трансурановыми элементами. Эти результаты дали исследователям основание предсказать, что те трансурановые элементы, которых еще нет, которые еще только должны быть созданы человеком и должны быть выделены, изолированы и изучены, которые еще только будут открыты, — элементы с порядковыми номерами 99, 100, 101 — должны быть аналогами редкоземельных элементов: гольмия (№ 67), эрбия (№ 68) и тулия (№ 69). Следовательно, их надо искать хроматографическим методом в сложной смеси продуктов ядерного синтеза, и на хрома-тограмме они будут располагаться в строго определенном порядке, точно в таком же, как и их собратья, — сначала 101, затем 100 и, наконец, 99. Это предсказание оказалось настолько исчерпывающим, что можно было заранее предвидеть, в какой по порядку капле раствора, вытекающего из хроматографической колонны, будут содержаться атомы еще не существующего элемента.

Предсказание подтвердилось с поразительной точностью: методами хроматографического анализа были открыты эйнштейний (№ 99) и фермий (№ 100). Все труднее и труднее достигается ядерный синтез новых элементов. Все короче оказывается период их существования. Все меньше и меньше атомов получают исследователи в конце долгой и сложной работы. Поиски методов ядерного синтеза, выслеживание новых трансурановых элементов, «охота» за ними напоминают увлекательную приключенческую повесть.

Получение последних трансуранов сопровождалось такими трудностями, что в ядерной реакции и ожидать было нельзя сколько-нибудь заметного выхода 101-го элемента. В этом опыте облучалась мишень — золотая пластинка с нанесенным на нее одним миллиардом атомов эйнштейния. Теория и расчет показывали, что за один опыт нельзя было надеяться получить больше одного атома элемента № 101.

Трудности фантастической «охоты» за одним-единственным атомом еще не существующего элемента не испугали известного американского ученого Глена Сиборга. Основываясь на непреложной справедливости закона Менделеева, он вместе со своими сотрудниками предпринял смелый, заведомо долгий и трудный поиск. Залогом успеха в их работе было то, что они уже владели хроматографиче-ским методом. Только благодаря хроматографии можно было по химическому поведению одного или двух атомов правильно судить о химии нового элемента. Каждый атом тысячи и тысячи раз участвует в одних и тех же химических реакциях (адсорбция — растворение).

После упорной и долгой работы, после многих и горьких неудач и разочарований отважные исследователи были вознаграждены высшей для ученого наградой — открытием новой тайны природы: им удалось так поставить опыт, что стало возможным обнаружить один (!) атом нового элемента и установить его химическую природу.

Вдумайтесь в чудо, совершенное наукой. Исследователи сумели найти один-единственный, впервые возникший по воле человека атом никогда ранее не существовавшего элемента, потому что они заранее знали, где, в какой именно из многих капелек, вытекающих из стеклянной трубочки, должен находиться этот неведомый еще атом.

И каждый раз, когда снова и снова повторялся этот удивительный опыт, созданный человеком единственный атом нового элемента послушно и аккуратно выходил из хроматографической колонны точно в заранее предсказанной капле раствора.

В честь Менделеева, великого русского ученого, идеи которого были путеводной звездой на долгом и тяжелом пути к созданию новых элементов, американские ученые назвали 101-й элемент менделевием. Увлекательная история его открытия — хороший пример преемственности и дружбы в науке.

Удивительное совпадение

Название «хроматография» было предложено ее основоположником М. С. Цветом. Оно было подсказано ему цветными колечками — слоями мела в стеклянной трубочке, окрашенными в разные цвета хлорофиллом зеленого листа, который как будто бы сам записал таким способом, из чего он состоит (по-гречески «хроматос» — цвет, «графо» — пишу). Занятно и удивительно совпадение имени автора и созданной им области науки.