Извечные загадки науки, стр. 35
ный газ, который в соответствии со своими свойства-
ми был наречен «азотом».
В самом деле, разве нельзя допустить, что ученый, первый обнаруживший группу СН2 и не зная ее хи-
мического состава, столкнувшись с тем, что она хи-
мически инертна, нереактивна, не разлагается на со-
ставные элементы, не поддерживает жизни, бесцвет-
на, без запаха, пришел к естественному в тех услови-
ях выводу, что данное вещество однородно по соста-
ву (признавали же долгое время воду за однородное
вещество!). Другими словами, азот дал о себе лишь
тот минимум информации, который был обусловлен
средствами воздействия на него и задачами исследо-
153
вателей. Все, что позже не укладывалось в однажды
определенные представления, относилось, как и во
многих других аналогичных случаях, к «аномалиям»
азота. Сразу замечу, что эти «аномалии» азота прояв-
ляют удивительное совпадение со свойствами и хи-
мической структурой не какого-нибудь вещества, но именно группы СН2. Поэтому, как и в случае с во-
дой, можно предположить, что эти совпадения носят
отнюдь не случайный характер, что в них имеется оп-
ределенная закономерность, проливающая свет на
истинную природу азота.
Мнение об элементарном строении азота утверди-
лось отнюдь не сразу.. Напротив, немало сил было за-
трачено на попытки разложить его. Кстати, герой из-
вестной повести Бальзака «В поисках абсолюта» был
занят именно проблемой разложения азота. Лишь
после того, как все такие попытки потерпели неуда-
чу, было признано, что азот есть, наряду с кислоро-
дом и водородом, элементарный газ.
Что же касается аномалий азота, то еще известный
химик Либих приводил в своей книге несколько
опытов Фарадея, в которых последний обнаружил
в ряде случаев аномальное появление аммиака. Фа-
радей наблюдал, что растительная клетчатка, льняное
полотно, щавелево-кислый калий и многие другие, не содержащие азота органические вещества, при прокаливании с гидратом окиси калия, натрия
или извести, которые также не содержат азота, выде-
ляют аммиак - вещество азотосодержащее. Органи-
ческие вещества при прокаливании без щелочей не
давали реакции на аммиак; при прокаливании же со
щелочами происходило образование аммиака. Мож-
но было бы здесь усмотреть, как и в опытах Дэви с во-
дой, действие азота воздуха, но Фарадей повторил
эти опыты в атмосфере чистого водорода. В этом слу-
чав также, когда присутствие азота было совершенно
исключено, аммиак не преминул образоваться.
154
Другой не менее интересный опыт заключался
в следующем: небольшое количество калия и цинка
было прокалено вместе. Одна часть смеси была поме-
щена в склянку, которую тотчас же закрыли; другая
часть была растворена в воде, прозрачный раствор
выпарен досуха и оставлен на сутки. По истечении
некоторого времени в первой порции были обнару-
жены лишь сомнительные следы аммиака; в другой
же порции, которая была растворена в воде, присут-
ствие аммиака обнаруживалось без труда. Либих за-
ключает: «Следовательно, имелась какая-то неизве-
стная причина, вызывавшая образование аммиака, -
это был вывод, к которому Фарадей пришел на осно-
вании своих опытов» .
Итак, откуда в опытах мог появиться азот - вот
в чем главный вопрос? Взглянем на них глазами
предложенной здесь гипотезы. В опытах Фарадея об-
разование аммиака было связано в первом случае
с органическими веществами, содержащими в своем
составе группу СН2; во втором же случае - с водой, которая согласно предложенной гипотезе, содержит
ту же группу. Поскольку, по моему убеждению, азот
и группа СН2 - одно и то же вещество, то неизвест-
ная причина, вызвавшая якобы аномальное образо-
вание аммиака в опытах с органическими вещества-
ми и водой, перестает быть таковой. В том и другом
случае, аммиак получался вследствие воздействия
различных щелочей на органические соединения, со-
держащие группу СН2.
***
Обратимся теперь к эпохе менее отдаленной от
нас по времени, - к эпохе становления атомной фи-
зики, эпохе открытия элементарных частиц и к одно-
' Либих Ю. Химия н приложении к земледелию и физиоло-
гии. М.-Л., 1936, о. 146-147.
155
му из основоположников атомной физики Резерфор-
ду с его опытами по изучению действия альфа-час-
тиц. Резерфорд испытывал действие альфа-частиц, излучаемых эманацией радия в различных средах.
Его опыт сводился, в общем, к следующему. В стек-
лянную или кварцевую трубку помещался радий, яв-
лявшийся источником излучения альфа-частиц.
Трубка могла заполняться любым газом. На опреде-
ленном расстоянии от источника излучения ставил-
ся экран из сернистого цинка, причем он располагал-
ся дальше расстояния максимального пробега альфа-
частиц, которые не достигали его. Проделывая свои
опыты в атмосфере водорода, Резерфорд заметил, что прохождение альфа-частиц через водород вызы-
вает многочисленные слабые искрения на экране
(сцинцилляции). Для исследования причин данного
явления, Резерфорд предпринял серию аналогичных
опытов в различных газовых средах. Когда аппарат
заполнялся сухим кислородом или углекислым та-
зом, то число искрений сильно уменьшалось. Из это-
го Резерфорд сделал вывод, что искрения экрана свя-
заны с наличием в атмосфере водорода. Совершенно
неожиданный эффект был получен им, когда в аппа-
рат был введен сухой воздух. Вместо предполагаемо-
го уменьшения числа искрений на основании того,
что воздух водорода не содержит, а состоит, как изве-
стно, из кислорода и азота, их число, наоборот, уве-
личилось. Данное обстоятельство весьма озадачило
Резерфорда, поскольку опрокидывало сделанный им
прежде вывод о связи искрений экрана с наличием
водорода. Поскольку аномальный эффект наблюдал-
ся в воздухе, а не в кислороде или углекислом газе, то, естественно, он был отнесен на счет азота.
Для подтверждения этого предположения, аппарат
был заполнен химически чистым сухим азотом. Чис-
ло искрений возросло еще больше по сравнением
с их числом в воздухе. Этот эффект Резерфорд так
156
и назвал: «аномалией азота». Но самое интересное, он обнаружил, что атомы с большим пробегом, воз-
никающие при пропускании через азот альфа-час-
тиц, как по величине пробега, так и по яркости воз-
буждаемых ими искрений, чрезвычайно похожи на
атомы водорода, и более того, они являлись, по его
мнению, ничем иным как именно атомами водорода.
Возникает естественный вопрос: откуда мог взять-
ся водород в химически чистом азоте? Резерфорд
прямо пишет, что результаты опытов дают весьма
сильное доказательство того, что частицы, освобож-
даемые из азота альфа-частицами суть атомы водоро-
да'. Перед ученым встала непростая задача объяс-
нить аномальное поведение азота. Естественно, что
при этом он исходил из существующих представле-
ний об азоте как химическом элементе, но не как мо-
лекуле, состоящей из атомов различных элементов, в том числе и водорода. Резерфорду не оставалось
ничего иного, как предположить, что вследствие гро-
мадных сил, развиваемых при столкновении альфа-
частиц с атомами азота, последний распадается, ос-
вобождая водородный атом, образующий, по его мне-
нию, составную часть ядра атома азота. Этим объяс-
нением удовлетворились, и оно было принято как
окончательное, вследствие отсутствия каких-либо
иных рациональных объяснений.
Однако данное объяснение не может не вызывать
ряд возражений и сомнений. Почему только азот
подвергся такому разрушительному действию аль-
фа-частиц, но не атомы других испытываемых газов?
Почему энергии альфа-частиц было достаточно для
разрушения такого прочного образования, каким
считается атом азота и недостаточно для разрушения
других? Вместе с тем, если исходить из предположе-
' Резерфорд Э. Строение атома и искуссчвеиное разложе-
ние элементов. М.-Пр., 1923, с. 95.