Как были открыты химические элементы

Плеяду инертных газов (теперь их называют инертными элементами) составляют шесть газообразных элементов: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Все они чрезвычайно мало распространены в природе. Долгое время после их обнаружения полагали, что они вообще не могут образовывать химические соединения, откуда, собственно, и происходит название «инертные» или «благородные» (В. Рамзай предлагал для них и другое название — редкие газы, но оно не закрепилось). Именно в силу своей редкостности и инертности они были открыты сравнительно поздно (в самом конце XIX в.), когда достаточно высокого уровня достигла техника физических исследований, а именно методы спектрального анализа и способы получения газов в жидком состоянии. Характерно, что все инертные газы удалось выделить в свободном состоянии (в котором они только и встречаются в природе), и притом за очень короткий срок — с 1894 по 1900 г. Решающая роль в открытии аргона, гелия, неона, криптона и ксенона принадлежит фактически одному ученому — В. Рамзаю, выдающемуся английскому физико-химику. За это научное достижение ему была присуждена Нобелевская премия по химии (1904).

Из общего русла исследований выпадают те, которые связаны с историей открытия гелия и радона. Радон был найден в результате изучения явления радиоактивности и, следовательно, благодаря применению радиометрического метода. Поэтому о нем мы расскажем в главе XI, посвященной истории открытия радиоактивных элементов. Проблема обнаружения гелия занимает исключительное место во всей истории химических элементов. Дело в том, что сначала, в 1868 г., в спектре солнечных протуберанцев обнаружили линию, которая не соответствовала ни одному из элементов, существующих на Земле. Этот факт и позволял многим ученым утверждать, что на Солнце присутствует неизвестный элемент, названный гелием. В земных же объектах гелий был найден 27 лет спустя и впервые выделен в материальной форме.

ГЕЛИЙ

Необычная история открытия гелия привлекала внимание многих ученых и популяризаторов науки. Это привело к тому, что действительная последовательность событий оказалась (в многочисленных описаниях) искаженной и обросла подробностями, на деле вовсе не имевшими места. Сложилась даже легенда — красивая, впечатляющая, но столь же далекая от истины, — об открытии солнечного элемента.

Как правило, авторами обнаружения гелия на Солнце называют двух ученых-астрономов — француза Ж. Жансена и англичанина Н. Локьера. Поводом к открытию считают полное солнечное затмение 18 августа 1868 г., особенно хорошо наблюдавшееся в районах, омываемых Индийским океаном. Далее события описывают так, что 26 октября этого года на заседании Парижской Академии наук были зачитаны письма Ж. Жансена и Н. Локьера, в которых отмечалось существование в спектрах Солнца, сфотографированных во время затмения, новой желтой линии D₃, соответствующей неизвестному на Земле элементу. В честь этого выдающегося события, т. е. открытия нового элемента на Солнце (впервые не в земных объектах), была отчеканена специальная медаль.

В этом привлекательном изложении все оказалось неверно, кроме упомянутых выше двух дат.

Прежде всего Н. Локьер в августе 1868 г. не был на берегах Индийского океана и не наблюдал полного солнечного затмения. То, что созерцал Ж. Жансен, относится к тому времени, когда затмение уже кончилось. Полученный им результат имел огромное значение для астрономии, но не для истории открытия будущего гелия. Ж. Жансену впервые удалось наблюдать солнечные протуберанцы (гигантские выбросы раскаленной солнечной материи) во внезатменное время (ранее это никогда не удавалось) и оценить их природу. Вот какую телеграмму получила от него 24 августа Парижская Академия наук: «Наблюдалось затмение, протуберанцы, спектр исключительный и неожиданный, протуберанцы газообразной природы».

До тех пор ученые затруднялись сказать, что же представляют собой протуберанцы. Теперь им стало ясно, что они являются выбросами газообразной материи и имеют сложный химический состав. Подробное изложение своих наблюдений Ж. Жансен дал в письме, которое дошло до Парижа только через 40 дней. Его на две недели опередило письмо другого французского астронома — С. Райе. Он также наблюдал затмение и сделал выводы относительно протуберанцев. А что же делал в это время Н. Локьер? Не покидая пределов Англии, он с помощью специально сконструированного спектроскопа наблюдал протуберанцы, определял положения линий в их спектрах и 23 октября послал описание своих работ в Парижскую Академию. По удивительному стечению обстоятельств, его письмо прибыло по адресу в тот же день, что и письмо Ж. Жансена.

И вот 26 октября на заседании Академии зачитываются письма Ж. Жансена и Н. Локьера. Но в них нет ни слова о гипотетическом солнечном элементе, ни упоминания о линии, которая позднее была отождествлена с характерной линией гелиевого спектра. Есть лишь указания на то, что впервые удалось наблюдать и изучать протуберанцы во внезатменное время. Именно в память об этом событии была выбита медаль.