Например, металличность. Скажем, брали один на наиболее активных металлов — литий, натрий пли калин — и ставили его первым, а последним ставили какой-нибудь безусловный неметалл, например, фтор.
Но так систему построить не удавалось. Мышьяк, бор, титан, ванадии и множество других моментов оказывались какими-то промежуточными: в одних случаях они вели себя, как металлы, в иных — как неметаллы.
Пытались взять за основу отношение элемента к кислороду и водороду. Тут все было хорошо, пока речь шла об элементах со сравнительно небольшим атомным весом. А дальше начиналась путаница. Например, фтор с кислородом никак не желал соединяться, но похожий на него йод делал это довольно легко.
Ничего не получалось и с валентностью. Одинаковая валентность была у таких равных элементов, как калий, который сам собой загорается в воздухе, и золото, отличающееся замечательной стойкостью.
Итак, попытки расположить в одном строю все элементы в зависимости от присущих им химических свойств успехом не увенчались.
Но привели к успеху и первые попытки расставить все элементы по порядку их атомных весов. Что это получалась за шеренга! Как забор из неподобранных по размеру палок — одна длинная, другая короткая, одна толстая, другая тонкая. Рядом оказывались, например, кислород, который поддерживает горение, азот, который не поддерживает горения, и углерод, который сам горит. Такой порядок был хуже любого беспорядка.
С чего начал Менделеев, стало понятным только после того, как в руки Кедрова попало письмо, на обороте которого беглым быстрым почерком Дмитрия Ивановича было набросано несколько химических символов, а выше всех, явно написанные первыми, один под другим стояли "Cl и "К".
Хлор и калий. Соседи по весовому строю: атом хлора в тридцать пять раз тяжелей атома водорода, атом калия — в тридцать девять. И — полная противоположность по химическим свойствам. Самые близкие и одновременно самые далекие.
Такого сопоставления не делал никто. Это было одно из самых неровных мест строя. Это был узел.
Люди обычные ищут обходных путей, пытаются строить, пусть шаткие, но все же мостки через пропасти и рвы, ищут пути полегче. Люди необычные идут прямо, пропасти и рвы преодолевают прыжком, в жизни берутся за самое трудное.
По преданию, оракул обещал владычество над Азией тому, кто развяжет узел на колеснице, пожертвованной в храм фригийским царем Гордием. И вот будто бы узнал об этом Александр Македонский, вошел в храм, обнажил меч и разрубил гордиев узел.
Менделеев тоже ухватился за узел, чтобы его разрубить.
ТРЕТИЙ ЛИШНИЙ
В тот день Менделеев очень спешил. На десять дней, начиная с 17 февраля, получил он испрошенный в университете отпуск. Он должен был ехать в Новгородскую губернию, а затем в Тверскую губернию, а затем в Москву. Кроме обследования сыроварен, порученного ему Вольным экономическим обществом, он хотел еще заехать в Боблово, повидать свое семейство.
Он только что получил почту и, завтракая, читал напутственное письмо секретаря общества.
Но, читая, он не переставал думать о своем. О неуловимой системе изменения свойств элементов.
Он думал о ней уже много лет. Но сейчас система эта была нужна ему, как никогда. Надо продолжать "Основы химии". Он рассказал уже о щелочных элементах — о литии, натрии, калии. О чем писать дальше? О щелочноземельных, самых близких к щелочным, — магнии, кальции, барии, стронции? А потом — о цинке, кадмии? Или о меди, серебре? Нет, лучше все-таки о цинке и кадмии, они двухвалентны, так же, как магний, как все щелочноземельные. Но тогда почему одновалентные, подобно литию и кадмию, медь и серебро должны пропускать вперед двухвалентные элементы?
Где логика? Нет логики!
Верней, она есть, есть в точной последовательности атомных весов. Правда, эта логика физическая, и она пока не считается с логикой химических свойств.
Конечно, похожее сразу бросается в глаза. Кто не знает, что щелочноземельные элементы напоминают щелочные? А ведь они и по атомным весам следуют один за другим. Близки, очень близки! Натрий 23, магний 24. Калий 39, кальций 40.
Но ведь не везде так. Значит, закон совпадения — изменяющийся закон?
А что, если зайти с другого конца? Поискать среди близких по атомным весам не те, которые химически близки, а как раз наоборот?
Мысль была так парадоксальна, что Менделеев схватил карандаш и на первом подвернувшемся клочке бумаги — на обороте только что полученного письма — записал: "Cl. А под символом хлора: "К". Поднялся и с письмом в руке стремительно прошел в кабинет — благо он был рядом.
Он набросал на том же обороте письма несколько цифр, потом схватил листок чистой бумаги и стал покрывать его символами и взятыми на память цифрами атомных весов.
Но переставлять элементы с места на место на листке бумаги было неудобно.
Менделеев обвел взглядом кабинет, и взгляд его остановился на колоде карт — он любил раскладывать пасьянсы, когда отдыхал.
Вот что ему нужно — карты. Не такие, конечно, а с символами элементов. Чтобы их можно было разложить на столе и перекладывать с места на место.
Менделеев достал из ящика конторки пачку недавно отпечатанных визитных карточек, отсчитал семьдесят штук, остальные отправил обратно в ящик, а выложенные перевернул чистой стороной вверх.
Потом взял первый выпуск "Основ химии", открыл на страничке со списком простых тел и начал проставлять атомные веса элементов. И переносить их на карточки.
И вот уже первая карточка становится водородом, вторая — литием, третья — бором…
Колода готова. Осталось только взять из стопки на столе еще один лист чистой бумаги, чтобы записывать, как ложатся карты.
О поездке уже не могло быть и речи.
Менделеев разделил все карточки на четыре кучки. В первую он собрал группы элементов, сходство которых не вызывало у него никаких сомнений, а свойства были хорошо известны — и атомный вес, и валентность, и характер сродства с другими элементами. Таких карточек набралось двадцать семь штук: щелочные металлы — литий, натрий, калий, рубидий, цезий; галогены — фтор, хлор, бром, йод; затем кислород и во многом схожие с ним сера, селен, теллур; затем сходные по многим признакам азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут; еще семейство — углерод, кремний, олово; еще похожие — магний, цинк, кадмий; наконец, явно близкие — медь, серебро, ртуть. К последней группе можно было бы добавить еще и золото. Но уж очень оно походило на платину и атомный вес почти такой же: золото — 197, платина — 194.
Вместе с золотом, платиной и совсем уже близкими к платине палладием, родием, рутением, иридием и осмием он отложил карточки некоторых, недостаточно изученных тяжелых элементов.
Третью кучку составили не очень ясные по своему родству, но более легкие элементы, вроде бора, алюминия, кобальта.
И, наконец, в четвертую попали несколько совсем почти не изученных, недавно открытых, чрезвычайно редких элементов, таких, как иттрий или, например, индий.
Теперь можно было строить таблицу, используя в первую очередь карточки из первой кучки.
Менделеев взял первое семейство щелочных металлов и построил его в ряд. Сперва самый легкий литий, за ним потяжелее — натрий, за ним еще более тяжелый — калий, потом еще более тяжелый — рубидий: последним встал самый тяжеленный — цезий, с атомным весом 133, недавно открытый Бунзеном и Кирхгофом, но, несомненно, относящийся к этому семейству: жадность его к кислороду была столь велика, что держать его можно было лишь в запаянном сосуде.
Под щелочные металлы Менделеев положил карточки галогенов. Так, чтобы один под другим стояли соседи по атомному весу: под литий с атомным весом 7 ставить ничего не пришлось — галогена с атомным весом легче 18 не существовало. Этот самый легкий галоген фтор пришелся под натрием, хлор — под калием, бром — под рубидием, йод — под цезием.
Точно так же, как калий и хлор, все остальные пары элементов были ближайшими соседями по атомному весу и совершенными противоположностями по свойствам. Если один в паре был одновалентен, то другой непременно семивалентен.
Дорога была правильной. Можно было двигаться дальше.
Кислород — под фтор, серу — под хлор, селен — под бром, теллур — под йод: шестивалентные под семивалентными.
Теперь пятивалентные: азот — под кислород, фосфор — под серу, мышьяк — под селен, сурьму — под теллур.
А висмут куда же? Над ним нет ни родственника кислорода, ни родственника йода… Ладно, пусть пока стоит в одиночестве, без пары. Есть же еще элементы и в других кучках! Может, какой-нибудь подойдет…
Не все ладно получилось и в следующем, углеродном семействе, которое встало ниже. Здесь не нашлось подходящей пары для мышьяка. Углерод с атомным весом 12 расположился под азотом с атомным весом 14; кремний с атомным весом 28 расположился под фосфором с атомным весом 31. Везде разница в две-три единицы: соседи! А под мышьяком с атомным весом 75 оказалась дырка.
