Хью Олдерси-Уильямс - Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

Хотя исследователи этих крайних пределов периодической таблицы в основном физики, они разделяют с химиками стремление как можно подробнее описать новые элементы и получить их соединения. И в упомянутом стремлении они руководствуются вовсе не какой-то сентиментальной ностальгией по прежним временам и желанием следовать по пятам открывателей первых элементов, а основополагающими научными принципами. Группе Армбрустера удалось создать такие соединения, как сульфат бория и тетроксид хассия, работая лишь с четырьмя атомами названных элементов. Тем не менее этого оказалось достаточно для того, чтобы подтвердить их химическое сходство с элементами, расположенными в периодической таблице непосредственно над ними, продемонстрировав таким образом, что принципы, в свое время открытые Д. И. Менделеевым, продолжают действовать и для новых экзотических элементов. Армбрустер поясняет.

Возникали предположения, что таблица Менделеева не выдержит новых тяжелых элементов. Принципы теории относительности, действующие в случае с внутренними электронами, движущимися со скоростью, близкой к скорости света, означают, что законы обычной квантовой механики здесь более не применимы. Однако мы обнаружили, что хассий ведет себя примерно как железо, а элемент с номером 112 – как ртуть.

Я задаю Армбрустеру вопрос о названиях. Называние элементов – дело химика, отвечает мне физик-ядерщик. Добавление протона к атомному ядру превращает его в другой химический элемент на одну единицу тяжелее. Добавление нейтрона просто делает из него более тяжелый изотоп того же самого элемента. Физики считают несправедливым, что новое название присваивается только в первом случае. Тем не менее Армбрустер принимал участие в присвоении названия многим элементам. По его словам, до 1992 г. первооткрыватель элемента пользовался преимущественным правом на выбор названия, затем все изменилось вследствие споров по поводу приоритета во времена «холодной войны». В настоящее время первооткрывателям разрешено лишь выдвигать предложения по поводу названий. Я замечаю слегка виноватую интонацию в голосе Армбрустера, когда он объясняет мне, почему его группа решила выбрать для 108-го элемента название хассий (в честь немецкой федеральной земли Гессен), а 110-й назвать дармштадтием. Официальным основанием для этого служит то, что таким образом они создали группу элементов с географическими названиями, в которую входят также европий и германий (Дармштадт – Гессен – Германия – Европа) и ответили на присвоение предшествующим элементам Сиборгом и Гиорсо названий америций, калифорний и берклий (по данному поводу в «Нью-Йоркере» появилась шутка, что теперь ученым осталось только открыть «университетий»). «Эта дурная традиция возникла в Беркли. Нам ничего не оставалось, как повторить ее в Европе», – поясняет Армбрустер. Вирус национализма крайне заразителен. Но в названиях, придуманных в Дармштадте, есть и более тонкий, патриотический подтекст – попытка продемонстрировать значимость Германии в ядерной физике. Любимое название Армбрустера из всех шести элементов, в присвоении наименований которым он принимал участие, – название элемента номер 109, мейтнерий, в честь австрийского физика-женщины и наполовину еврейки Лизе Мейтнер. Поначалу работавшая в Берлине, затем в Стокгольме и в Копенгагене, после эмиграции из нацистской Германии в 1938 г., Мейтнер стала одним из первооткрывателей явления ядерного распада – процесса, при котором атомное ядро расщепляется с выделением огромных объемов энергии. (В своей работе она также доказала, что элементы тяжелее урана не могут быть стабильными.) Мейтнер работала в атмосфере повсеместной дискриминации ученых-женщин и опасности нацистских преследований. «Я глубоко убежден, что она одна из важнейших фигур в истории ядерной физики ХХ века, – говорит Армбрустер. – И никакие жизненные тяготы не смогли ее сломить».

Так случилось, что я беседовал с Армбрустером через несколько дней после того, как он направил свое предложение о названии элемента с номером 112 в Международный союз чистой и прикладной химии (МСЧИПХ), организацию, занимающуюся утверждением химической номенклатуры. МСЧИПХ требует, чтобы у каждого нового элемента было легко произносимое название и запоминающийся химический символ. Выбор наименования для 112-го элемента сузился до 30 вариантов, нескольких немецких и нескольких русских. В нем отразился состав группы, проводившей исследования. Предыдущий открытый ими элемент с номером 111, был назван рентгением в честь немецкого ученого, открывшего рентгеновские лучи, Вильгельма Рентгена. Мне не удается выяснить, какое предложение выдвинул сам Армбрустер, он только намекнул, что к его нынешнему предложению патриотизм не имеет никакого отношения. «Я сделал все от меня зависящее, чтобы прервать последовательность элементов с названиями в честь немецких ученых и немецких городов», – признается Армбрустер [57] В феврале 2010 г. МСЧИПХ утвердил название коперниций в честь астронома Николая Коперника, родившегося в 1473 г. в северной Польше, которая в те времена была частью Прусской Конфедерации. – Прим. авт. .