Академик Степан Калмыков — о том, насколько Менделеев повлиял на развитие химии

Наука и жизньНаука

Самая близкая химия

Академик Степан Калмыков, научный руководитель химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, вице-президент РАН. Беседу ведёт Наталия Лескова

Академик Степан Николаевич Калмыков. Фото Наталии Лесковой

Степан Николаевич, этот год юбилейный: 300 лет исполняется Академии наук, 190 лет назад родился Дмитрий Иванович Менделеев, а 95 лет назад был образован химфак МГУ, с которым вы кровно связаны. Как, по-вашему, насколько работы Менделеева повлияли на развитие химии? Может, без него и химического факультета бы не было?

— Наверное, был бы. Но главное в том, что Дмитрий Иванович не просто провёл систематизацию известных на то время химических элементов — он открыл вселенский закон! Его имя, без преувеличения, имеет мировое значение. Я всё время говорю школьникам и студентам: систематизация Менделеева охватывает всё, что есть во Вселенной. Дальние ли галактики, почва ли под ногами — это ровно те же элементы. Ничего другого нет, не было и не будет!

И второй важный момент — прогностический характер системы. Многие в то время пытались делать что-то подобное, это человеческая потребность — систематизировать наблюдения, феномены. Но у Менделеева таблица имела предсказательный характер. Мы знаем, что ячейки, которые он оставил пустыми, уже при его жизни стали заполняться теми или иными элементами. Для меня тут ближе всего радиоактивные элементы, которые были открыты Анри Беккерелем и супругами Кюри — радий и полоний. Уран тогда уже был известен, но неизвестна была его радиоактивность. Все они нашли своё место в периодической таблице.

В начале XX века были открыты изотопы — разновидности атомов одного химического элемента, различающиеся числом нейтронов. К 1905 году их было уже около сорока, и стало очевидно: мест в таблице не хватает. Действительно, оказалось, что уранов бывает несколько — 234-й, 235-й, 238-й и т. д. Тогда появилось понятие «изотоп» как разновидность атомов одного химического элемента. Сейчас большую работу в направлении получения новых химических элементов проводят в Дубне, в Вако (в Японии, в Институте физико-химических исследований), в Беркли и Окридже. Сложность в том, что у элементов наблюдаются искажения в химических свойствах по сравнению с их более лёгкими аналогами из той или иной группы, что связано с релятивистскими эффектами, когда скорость движения электронов соизмерима со скоростью света…

— Думаете, Менделеев догадывался, что будут такие релятивистские эффекты?

— В то время — вряд ли. Актинидная теория принадлежит Сиборгу, она появилась где-то в середине прошлого века. Но Менделеев наверняка понимал, что таблица может расти. Он не знал, что появится теория электронных орбиталей (которая связана с именем Шрёдингера), но тем не менее он, я думаю, полагал, что ячейки продолжат заполняться.

... Для меня самая близкая химия — это химия актинидов, потому что она связана с ядерным топливным циклом, с ядерной энергетикой. Актиниды — группа тяжёлых химических элементов в самом низу таблицы Менделеева. Кстати говоря, представления о них тоже трансформировались: являются ли они гомологами гафния, тантала и вольфрама или составляют отдельный ряд, объединённый наличием 5f-электронов? Конечно, всё, что касается ядерных технологий, технологий ядерного топливного цикла, основано на химических свойствах элементов и их периодичности.

Представьте себе: мы загружаем в ядерный реактор малорадиоактивное и достаточно простое по составу соединение, чаще всего, если это коммерческий реактор, — диоксид урана UO2 в виде такой маленькой таблеточки. Вы её можете руками трогать, и ничего не будет, потому что период полураспада — 4,5 млрд лет. А выгружаете оттуда радиоактивную субстанцию. Отработавшее топливо руками трогать нельзя: несколько минут — и будет лучевая болезнь. В результате ядерных реакций — нейтронно-индуцированного деления ядер — образуется, условно говоря, треть элементов периодической системы. Дальше задача технологов, химиков, физиков, инженеров осуществить выделение «недогоревшего» урана, а его остаётся 95%! Мы расходуем всего 5%, но образуется множество других элементов, которые отравляют топливо. А все технологии, связанные с выделением того мусора, который мы называем радиоактивными отходами, основаны на различии в химических свойствах этих элементов. Они определяются именно периодичностью. Если речь идёт о переходных металлах или об актинидах — различия в том, что есть разные степени окисления, разное количество электронов, которые могут участвовать в образовании химической связи. Тот же уран — у него по меньшей мере две устойчивые степени окисления, у плутония — минимум четыре в обычных условиях. Ты играешь на этом и предлагаешь тот или иной метод выделения, разделения этих элементов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Хозяин порта Хозяин порта

Фантастический рассказ Роберта Чамберса «Хозяин порта»

Наука и жизнь
Заводские настройки Заводские настройки

Заводские настройки фэшн-индустрии

Grazia
Город Геркулеса Город Геркулеса

Геркуланум уничтожило – и сохранило для нас – то же извержение Везувия

Вокруг света
Нечетная горбуша Нечетная горбуша

Известную рыбу горбушу следует рассматривать как два отдельных вида

Знание – сила
Слава яйцам Слава яйцам

Без ума от яиц? У нас для вас хорошие новости

Men Today
Стыд и завыванье Стыд и завыванье

«Месье Азнавур»: смехотворный байопик великого шансонье

Weekend
Без желания нравиться и чувства долга: как навык говорить «нет» делает жизнь лучше Без желания нравиться и чувства долга: как навык говорить «нет» делает жизнь лучше

Как научиться отстаивать свои интересы и границы с коллегами и близкими

Forbes
Тайный путь Тайный путь

Ювелирный эксперт Елена Веселая рассказала RR о своих ювелирных путешествиях

RR Люкс.Личности.Бизнес.
5 мифов о браке, вера в которые может разрушить вашу семью 5 мифов о браке, вера в которые может разрушить вашу семью

Какие мифы о браке существуют и чем они опасны?

Psychologies
Машина времени Машина времени

Как Дэниел Аршам стал главным художником мировой luxury-индустрии

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Дарья Казакова Дарья Казакова

Дарья Казакова о переломном моменте и особенностях ее типажа

Grazia
Зеленый свет Зеленый свет

Сегодня многие верфи разобрались в том, что же такое sustainability

Y Magazine
Давид против Голиафа Давид против Голиафа

Когда началась англо-бурская война, мало кто сомневался в её исходе

Знание – сила
Водитель для зомби Водитель для зомби

«Кадавр»: сумрачный турецкий хоррор

Weekend
Огонь царей Огонь царей

Переосмысление истории предков, чтобы избавиться от семейного проклятья

Grazia
Вспомним Энтони Бурдена Вспомним Энтони Бурдена

Гастроэксперт Иван Глушков — о том, что и где есть и пить в Японии

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Astondoa — имя собственное Astondoa — имя собственное

Портрет старейшей испанской верфи Astondoa Yachts: история и жизнь сегодняшняя

Y Magazine
«Художник обидеть может каждого!» «Художник обидеть может каждого!»

Разные грани и тайны профессии от режиссера Михаила Цитриняка: конец беседы

Знание – сила
Корневая система Корневая система

О вопросах идентичности, которые сегодня исследуют художники в своем творчестве

Grazia
Чудеса Каспия Чудеса Каспия

Дербент — древнейший город России

Лиза
Рай от-кутюр Рай от-кутюр

Соосновательница брендов Splat и Edem о том, как построить бизнес с мужем

Grazia
Мир велик, как баобаб Мир велик, как баобаб

На скольких языках говорят африканцы?

Знание – сила
На острове Диско найден возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов На острове Диско найден возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов

Магма могла стать источником фосфора для возникновения первых живых организмов

Знание – сила
Культурное наследие Культурное наследие

Авторы, которые в своем творчестве обращаются к историческим корням

Grazia
«Всякая теория — это хорошо организованный бред» «Всякая теория — это хорошо организованный бред»

Почему Жак Лакан такой сложный и при чем тут любовь

Weekend
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Как палеонтология вдохновляла фантастов и ученых еще с XIX века

Наука и жизнь
Найди меня Найди меня

Зачем люди ищут свои корни и почему готовы платить за это огромные деньги

Grazia
От нефтеразведки до торговли: как российские компании применяют нейросети От нефтеразведки до торговли: как российские компании применяют нейросети

В каких сферах применяют ИИ и каких результатов удалось добиться?

Inc.
7 романов о длительных отношениях и семейных кризисах 7 романов о длительных отношениях и семейных кризисах

Топ-7 романов о кризисах в браках и их преодолении

Psychologies
Хватит есть! Хватит есть!

8 неочевидных причин, почему мы переедаем

Лиза
Открыть в приложении