Есть ли место идеям Менделеева в современной науке, живы ли они?

Наука и жизньНаука

В химии всегда будет работать правило октета

Академгородок, Иркутский институт химии им. А. Е. Фаворского Сибирского отделения РАН. Фото: архив ИрИХ им. а. Е. Фаворского СО РаН

Благодаря Дмитрию Ивановичу Менделееву уже больше чем полтора столетия среди химических элементов наведён идеальный порядок — каждый элемент занимает свою ячейку в таблице и даже для новых, ещё неоткрытых элементов виртуальная «очередь на квартиру» уже расписана. Его многочисленные труды разошлись на цитаты, как и периодические таблицы — по кабинетам химии и школьным учебникам, Менделеев и память о нём забронзовели. Но можно ли то же самое сказать о его идеях? Есть ли им место в современной науке, живы ли они? Об этом рассуждает доктор химических наук Андрей Иванов, директор Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН.

Беседу ведёт Наталия Лескова.

Андрей Викторович Иванов. Фото из личного архива андрея Иванова

— Андрей Викторович, давайте сразу с места в карьер — пригождаются ли идеи Менделеева в вашей научной работе?

— Да, безусловно. Я считаю, что два человека, определившие не просто эпоху, а вообще всю химическую науку в мире и в России, — это Менделеев и Бутлеров. Было много великих и потом, но таких больше не было. Мы все знаем Менделеева как учёного-фундаменталиста, потому что, приходя в восьмом классе в школу, видим таблицу Менделеева, и все знаем его как систематизатора науки. Есть ещё не менее известная, но обросшая байками история про то, как он изучал растворы на примере модельных растворов спирта с водой. Чуть хуже известно, что он как физико-химик изучал газы.

Но есть вторая ипостась его деятельности, о которой говорят мало: Менделеев как организатор науки и как настоящий учёный-практик. Безусловно, если поставить себе задачу, как говорят политики, «прислониться» к наследию великого Менделеева, то можно рассуждать о том, что мы используем его учения о растворах (в конце концов все химики что-то в чём-то всегда растворяют), но я задумался о том, как наш институт опирается на таблицу Менделеева — главное его открытие. Вроде бы химик-органик работает по большому счёту с двумя веществами — с углеродом, водородом и добавленными к ним кислородом, азотом и некоторыми другими элементами, а большую часть таблицы Менделеева органики, на первый взгляд, не используют. Когда я стал анализировать, понял, что сами названия лабораторий в нашем институте, по сути, повторяют таблицу Менделеева.

— Каким образом?

— У нас есть лаборатория галогенорганических соединений, а галогены — это седьмая группа, которую Дмитрий Иванович вынес отдельно. У нас есть лаборатория халькогенорганических соединений. Халькогены — это предыдущая, шестая группа. Лаборатории пниктогенов у нас нет, но есть лаборатория, которая занимается азотсодержащими и фосфорсодержащими органическими соединениями. Кроме того, в истории нашего института есть славная страница в изучении кремний- и германийорганических соединений, это подгруппа углерода. Получается, что систематизация, заложенная Дмитрием Ивановичем, легла в основу организации нашего института — изначальной и нынешней.

У нас есть прекрасные коллективы, которые занимаются изучением химии сера-, селен-, теллурорганических соединений. Причём во всех случаях исследования организуются в логике таблицы. Например, если получают новый оригинальный гетероцикл на основе серы и всячески изучают его свойства, то следом проводят синтез такого же гетероцикла, но с заменой серы на селен (следующий элемент подгруппы серы), а затем на теллур, и обязательно сравнивают поведение этих циклов между собой. Честно говоря, я как-то раньше этот момент упускал, но, готовясь к нашей беседе, чётко увидел эту зависимость.

3D-структура молекулы 1-хлорметилсилатрана и её силатрановый «скелет». Своеобразная реакционная способность этого класса молекул обусловлена их пространственным строением и «дополнительной» связью азот-кремний (показана стрелкой), как бы стягивающей молекулу вдоль её оси. Источник: Wikimedia Commons/MolView

— Это чисто фундаментальная работа или она нужна для чего-то практического?

— В случае тиофена и селенофена есть очень большой пул прикладных работ совместно с коллегами из Европы. Этим работам уже больше десяти лет. Используя фрагменты тиофена и селенофена, соединённые с пиррольным фрагментом, нашими коллегами из испанского центра фотофизики были получены стёкла с управляемым цветом. В зависимости от того, какое напряжение ты прикладываешь к этому стеклу, оно становится темнее, светлее, краснее, коричневее, синее. То, какой цвет будет у стекла, во многом определяется атомами серы или селена внутри него.

— А зачем нужно делать такие стёкла?

— Например, чтобы изменять их прозрачность по собственному желанию, просто повернув ручку тумблера. Здесь вам и энергоэффективность, и комфортность. а для специальных стёкол в автомобилях, самолётах это вообще незаменимое свойство. Сейчас в мире очень много работ по тематике интеллектуальных стёкол. Или, например, представьте, что такое стекло соединено со сверхчувствительным датчиком на какой-то токсин, и вы получаете цветовую индикацию на него. Для этого исследования мы создали вещества, на основе которых наши коллеги синтезировали и изучили новые материалы.

— Есть ли в вашем институте ещё какие-то разработки, которые опираются на такие исследования?

— У нас много разработок с европейскими и китайскими коллегами. С последними, например, мы разработали на основе азотсодержащих гетероциклов очень чувствительные сенсоры на фтор. Фтор — это большая драма для Китая. Там огромное количество людей с чёрными или жёлтыми зубами, потому что они пили скважинную воду, которая в некоторых районах содержит много фтора. Людей из определённых провинций узнавали по зубам — в Китае на этот счёт даже имеется поговорка. Сейчас она неактуальна, потому что китайцы научились избавляться от фтора, в том числе детектируя его на очень чувствительных уровнях с помощью сенсоров типа такого, который мы сделали с нашим коллегой из Китайской академии наук.

— Неужели и за это можно сказать спасибо Дмитрию Ивановичу?

— Я бы сказал так: во всех случаях, будь то галоген-органика, халькоген-органика, пниктогены в органических соединениях, — изучение свойств происходит ровно в логике таблицы, как она изображена. Вся систематика нашей работы на протяжении почти всего времени существования института с этим так или иначе связана.

Отдельно надо сказать про подгруппу кремния: наш институт знаменит не только работами по ацетилену и не только наследием академика Фаворского, члена-корреспондента Шостаковского и академика Трофимова*, но и работами, известными благодаря академику Воронкову, который занимался кремнийорганическими соединениями. Вообще научная работа Менделеева началась с кремния: кремнезёмов, стёкол, силикатов, с изучения неорганического кремния. а Воронков изучал органический кремний, точнее — всю эту вертикаль: углерод-кремний-германий. В этом смысле наследие Михаила Григорьевича Воронкова тоже строго регламентировано теми рамками, которые заложил в науке Менделеев.

— Можно ли назвать химию органического кремния альтернативной углеродной биохимии?

— Есть такой известный ситком «Теория большого взрыва», в котором самый яркий персонаж — Шелдон — однажды пытался из конструктора собрать ДНК кремниевой формы жизни. Ваш вопрос напомнил мне этот эпизод. А если серьёзно, то химия кремния, скорее, не альтернатива, а дополнение. Изначально учёные предполагали, что у кремния биологические функции отсутствуют, и, наверное, единственным, что было общего между кремнием и биологической активностью, — это очень опасное заболевание под названием силикоз. Страшное заболевание, поражавшее в первую очередь шахтёров и рабочих каменоломен. Однако потом в широкий обиход вошли кремнийорганические соединения, и тут вся недооценённость биологического кремния стала понятна.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Итоги царствования Александра III Итоги царствования Александра III

Железный царь: как Александр III усилил Россию и избежал войн?

Знание – сила
Пригласите эксперта: зачем российские суды обращаются к специалистам Пригласите эксперта: зачем российские суды обращаются к специалистам

В российских судах заключение эксперта является крайне значимым доказательством

Forbes
Искусственный интеллект для физики белка Искусственный интеллект для физики белка

Что искусственный интеллект AlphaFold «знает» о физике белка?

Наука и жизнь
«Вы просто не математики» «Вы просто не математики»

Ирина Манторова — о заработке на неэффективностях рынка и о психологии трейдеров

Монокль
«Папа, давай заморозим твой мозг». Как с помощью крионики хотят победить смерть «Папа, давай заморозим твой мозг». Как с помощью крионики хотят победить смерть

Сможет ли крионика подарить людям вечную жизнь?

СНОБ
Андрей Шаповалов: К исследованию шаманизма меня привели духи Андрей Шаповалов: К исследованию шаманизма меня привели духи

Андрей Шаповалов о том, почему шаманские ритуалы не такие, как думают обыватели

СНОБ
Ученые впервые получили снимки поверхности Полярной звезды Ученые впервые получили снимки поверхности Полярной звезды

Астрономы наконец сделали снимки Полярной звезды с высоким разрешением

ТехИнсайдер
В мире животных: зачем бары и бренды одежды запускают товары для домашних питомцев В мире животных: зачем бары и бренды одежды запускают товары для домашних питомцев

Почему бренды создают все больше товаров для питомцев?

Forbes
Московский Монмартр Московский Монмартр

Городок художников, притаившийся в необычных домах 1930-1950х годов

Seasons of life
«Принцесса палеонтологии»: как Мэри Эннинг первой нашла скелеты доисторических ящеров «Принцесса палеонтологии»: как Мэри Эннинг первой нашла скелеты доисторических ящеров

Как находки Мэри Эннинг перевернули представления о доисторической жизни

Forbes
«Все полюбили лицо, а не искусство»: Егор Зайцев — о Борисе Рыжем «Все полюбили лицо, а не искусство»: Егор Зайцев — о Борисе Рыжем

Борис Рыжий: понимаем ли мы, что стоит за любимым лирическим героем?

РБК
Премьера Премьера

Смотрим в кино «антибайопик» уральского поэта Бориса Рыжего

Собака.ru
Два века перемен: перипетии исторической памяти об Отечественной войне 1812 года Два века перемен: перипетии исторической памяти об Отечественной войне 1812 года

Как Отечественная война 1812 года закрепилась в сознании людей?

Знание – сила
Что лучше — пиво или водка Что лучше — пиво или водка

Давайте рассудим противостояние титанов с точки зрения пользы, вреда и вкуса

Maxim
Опубликованы первые результаты лабораторных исследований грунта с обратной стороны Луны Опубликованы первые результаты лабораторных исследований грунта с обратной стороны Луны

Что из себя представляют образцы грунта с обратной стороны Луны?

N+1
Чем страсть отличается от любви? Чем страсть отличается от любви?

Почему мы выбираем болезненные отношения и как поддерживать интерес к партнеру?

Psychologies
Воспитание маленького медведя. Про вежливость Воспитание маленького медведя. Про вежливость

Действительно ли современные родители плохо воспитывают своих детей?

СНОБ
Гостья из космоса Гостья из космоса

Актриса Софья Лебедева — о фантастике, свободе и страхах

OK!
Бегущий по шейкеру: как набрать массу, когда нет времени Бегущий по шейкеру: как набрать массу, когда нет времени

Что нужно делать, когда на весах нужен плюс, а на часах везде минус?

Правила жизни
Ученый Якимов рассказал, почему в России ужасные дороги Ученый Якимов рассказал, почему в России ужасные дороги

Можно ли в российских реалиях строить добротные долговечные дороги?

ТехИнсайдер
Жесткие рамки кланов, каст и корпораций: 10 книг в жанре бояръ-аниме Жесткие рамки кланов, каст и корпораций: 10 книг в жанре бояръ-аниме

Жанр бояръ-аниме  активно развивается и получает все новых и новых поклонников

Maxim
Где исполняются желания? Где исполняются желания?

В каждом городе мира есть места, где принято бросить монетку на счастье

Лиза
Нездоровый перфекционизм или похвальное стремление к совершенству: 7 советов, как перестать гнаться за идеалом Нездоровый перфекционизм или похвальное стремление к совершенству: 7 советов, как перестать гнаться за идеалом

Разве быть перфекционистом плохо? Когда это качество становится опасным?

Psychologies
Большие перемены Большие перемены

20 фактов, которые должны знать папа и мама первоклассника (и не только)

Men Today
Змею вырвало двумя змеями поменьше Змею вырвало двумя змеями поменьше

Герпетолог встретил индиговую змею, которую вырвало двумя более мелкими змеями

N+1
«Вера»: драма о контролирующей матери по культовой советской повести «Вера»: драма о контролирующей матери по культовой советской повести

Чем интересна адаптация повести «Вам и не снилось...» — драма «Вера»

Forbes
Рано списывать: 5 главных преимуществ HDD перед SSD Рано списывать: 5 главных преимуществ HDD перед SSD

Почему в некоторых случаях лучше купить HDD, а не SSD?

CHIP
«Культурные пожары» индейцев помогут спасти медведей и журавлей. Оказывается, в них есть смысл «Культурные пожары» индейцев помогут спасти медведей и журавлей. Оказывается, в них есть смысл

Экологи заново учатся древнему искусству выжигания земель

ТехИнсайдер
Психологический рубеж: зачем нужен возраст согласия и какие проблемы он не решает Психологический рубеж: зачем нужен возраст согласия и какие проблемы он не решает

Как появился возраст согласия? Могут ли секс-преступники избежать наказания?

Forbes
Рассказ Дмитрия Захарова из сборника «Механическое вмешательство» Рассказ Дмитрия Захарова из сборника «Механическое вмешательство»

Рассказ, созданный Дмитрием Захаровым и искусственным интеллектом YandexGPT

СНОБ
Открыть в приложении