Как были открыты химические элементы

Из всех трех элементов, предсказанных Д. И. Менделеевым, экасилиций был открыт наиболее поздно, и открытие его в большей степени, чем других, носило случайный характер. В самом деле, обнаружение галлия П. Лекоком де Буабодраном прямо связано с его спектроскопическими исследованиями, а выделение скандия Л. Нильсоном и П. Клеве лежало в русле работ по РЗЭ, которые в те годы развертывались особенно интенсивно.

Предсказывая экасилиций, Д. И. Менделеев предполагал, что он будет найден в минералах, содержащих Ti, Zr, а также Nb и Та, и даже сам решил заняться экспериментами по анализу редких минералов с целью поисков предсказанного элемента. Но ему не пришлось этого сделать, и прошло почти 15 лет, прежде чем был открыт, наконец, экасилиций.

Летом 1885 г. на прииске Химмельфюрст, близ Фрейберга, в Германии, был обнаружен новый минерал. Он получил название аргиродита, поскольку химический анализ обнаружил присутствие серебра (латинское название «аргентум»). Однако точный состав минерала определить не удавалось, и Фрейбергская горная академия обратилась к химику К. Винклеру с предложением взять на себя подобное исследование. Нельзя сказать, что анализ аргиродита причинил ему много хлопот. Сравнительно быстро К. Винклер выделил его составные части. Минерал содержал 74,72% серебра, 17,43% серы, 0,66% оксида железа (II), 0,22% оксида цинка, 0,31% ртути. Неувязка заключалась в следующем: в сумме эти числа давали 93,04%, но никак не 100%. Сколько ни повторял К. Винклер анализ аргиродита, 6,96% вещества всегда куда-то исчезали.

Тогда К. Винклер предположил, что это постоянно исчезающее количество относится к содержащемуся в минерале неизвестному химическому элементу. Идея вдохновила ученого, он начал скрупулезные исследования, и в феврале 1886 г. развернулись основные события, связанные с открытием экасилиция.

6 февраля в докладе Немецкому химическому обществу К. Винклер сообщил, что ему удалось получить некоторые соединения нового элемента и выделить его в свободном состоянии. Сообщение ученого было напечатано и послано во многие научные учреждения мира. Вот какой текст получило Русское физико-химическое общество: Подписавшийся имеет честь известить Русское физико-химическое общество, что он в аргиродите нашел новый неметаллический элемент, близкий по свойствам к мышьяку, сурьме, который он назвал германием. Аргиродит представляет новый минерал, открытый Вейсбахом во Фрейберге и состоящий из серебра, серы и германия.

Три обстоятельства в этом тексте заслуживают внимания: во-первых, то, что К. Винклер считает новый элемент неметаллом; во-вторых, то, что предполагается его аналогия с мышьяком и сурьмой, и, в-третьих, то, что он уже имеет определенное название. Первоначально К. Винклер думал о другом названии (нептуний), но оказалось, что это название уже «занято» (оно было дано ошибочно открытому элементу). Тогда К. Винклер предложил германий (в честь Германии). Оно и осталось в истории, хотя и не сразу было принято всеми химиками.

Как выяснилось позже, германий в значительной степени амфотерен, в связи с чем его характеристика как неметалла не может считаться целиком неправильной. Куда острее явилась полемика о том, аналогом какого элемента в системе является германий. В первом своем сообщении К. Винклер называл мышьяк и сурьму. Среди первых откликов на открытие было письмо немецкого химика В. Рихтера, в котором тот прямо писал К. Винклеру, что, по всей вероятности, германий тождествен экасилицию. Видимо, мнение В. Рихтера повлияло на точку зрения автора открытия германия. В письме Д. И. Менделееву от 26 февраля он уже прямо заявлял: «Сначала я был того мнения, что этот элемент заполняет пробел между сурьмой и висмутом в Вашей, замечательно проникновенно построенной периодической системе и что этот элемент совпадает с Вашей экасурьмой, но все указывает на то, что здесь мы имеем дело с экасилицием».

Так писал К. Винклер в ответ на поздравительное письмо Д. И. Менделеева. Характерно, что аналогию: сурьма–германий Д. И. Менделеев считал неправильной. Однако он и не считал германий экасилицием. По всей видимости, его удивил природный источник нового элемента, не имеющий ничего общего с предполагавшимися Д. И. Менделеевым ранее (руды титана и циркония). Автор открытия периодического закона предложил иную гипотезу: германий есть аналог кадмия — экакадмий.

Если природа галлия и скандия не внушала Д. И. Менделееву сомнений, то в отношении германия он проявил определенные колебания. Правда, они не были долгими, уже 2 марта Д. И. Менделеев телеграфировал К. Винклеру о признании тождества германия и экасилиция.

Вскоре в «Журнале русского физико-химического общества» была напечатана обстоятельная работа К. Винклера: «Германий — новый элемент». Она стала новой иллюстрацией блестящих совпадений предсказанных свойств экасилиция с действительными свойствами германия.

О ПРОГНОЗИРОВАНИИ НЕИЗВЕСТНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ