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

Первый митинг хунвейбинов Первый митинг хунвейбинов

«Убивайте, убивайте их!» — призывали китайские газеты…

Дилетант
Ползучая локализация Ползучая локализация

«Соллерс» отчитался об успешной реализации стратегии по локализации продукции

Монокль
«Рано или поздно цивилизация начинает сходить с ума и уничтожает себя. Как мы сейчас» «Рано или поздно цивилизация начинает сходить с ума и уничтожает себя. Как мы сейчас»

Что такое экзопланеты? Как они были открыты? Может ли на них существовать жизнь?

Наука
Как прожить дольше: 5 здоровых привычек, которые помогут встретить сотый день рождения Как прожить дольше: 5 здоровых привычек, которые помогут встретить сотый день рождения

Вам срочно нужно сделать эти полезные привычки частью своей жизни!

ТехИнсайдер
«Апостол Павел объясняет догматы веры в присутствии царя Агриппы, сестры его Береники и проконсула Феста» «Апостол Павел объясняет догматы веры в присутствии царя Агриппы, сестры его Береники и проконсула Феста»

Картина Василия Сурикова, посвященная Апостолу Павлу

Дилетант
«Мне нужна была борьба»: как Екатерина Габашвили открывала в Грузии школы для девочек «Мне нужна была борьба»: как Екатерина Габашвили открывала в Грузии школы для девочек

Екатерина Габашвили: грузинская писательница и общественный деятель

Forbes
Карта памяти: как навигаторы и GPS меняют работу нашего мозга Карта памяти: как навигаторы и GPS меняют работу нашего мозга

Как навигаторы влияют на человеческий мозг и почему не всегда в лучшую сторону

Forbes
Палеоиндейцы изготовили иглы из костей пушных животных Палеоиндейцы изготовили иглы из костей пушных животных

Ученые выяснили, из костей каких животных изготавливали иглы палеоиндейцы

N+1
На вес золота На вес золота

Мифы и правда о драгметаллах: выбираем способ хранения сбережений

Лиза
Шедевр реактивного искусства Шедевр реактивного искусства

Третье поколение космических двигателей SpaceX Raptor: с прицелом на Марс

ТехИнсайдер
«Тайные безумцы Российской империи XVIII века» «Тайные безумцы Российской империи XVIII века»

Как органы политического сыска ставили диагнозы

N+1
Путешествие на виртуальном трамвае Путешествие на виртуальном трамвае

Почему современные дети и подростки чувствуют себя усталыми и хотят спать

СНОБ
Темная сторона силы: что скрывается за успехом ярких предпринимателей Темная сторона силы: что скрывается за успехом ярких предпринимателей

За историей успешного предпринимателя стоят не только визионерские прозрения

Forbes
7 важных истин, которые я осознала, когда мой друг покончил с собой 7 важных истин, которые я осознала, когда мой друг покончил с собой

7 важных истин, которые я осознала после трагической кончины друга

Psychologies
Лимфома, удар ножом, ВИЧ и вера: почему чемпионы уходили из спорта и как возвращались Лимфома, удар ножом, ВИЧ и вера: почему чемпионы уходили из спорта и как возвращались

Как величайшие спортсмены уходили на пенсию?

Forbes
Площадь свободы Площадь свободы

Что такое мастер-спальня и где можно ночью играть на пианино?

VOICE
Не вибрируй! Не вибрируй!

4 признака того, что стиральная машина скоро сломается

Лиза
Эхо горы Эхо горы

«Волшебная гора» Томаса Манна: роман-собор, роман-университет, роман-путешествие

Weekend
Любимчик фортуны Любимчик фортуны

10 способов приманить удачу и стать успешной

Лиза
Почему врач-косметолог может отказать в процедуре: 5 важных причин Почему врач-косметолог может отказать в процедуре: 5 важных причин

Причины, по которым высококлассный косметолог может отказать в приеме

VOICE
Как сериал «Ничего не говори» рассказывает о конфликте в Северной Ирландии Как сериал «Ничего не говори» рассказывает о конфликте в Северной Ирландии

«Ничего не говори»: трагедия Джин МакКонвилл и теракт в Северной Ирландии

Forbes
Море по колено Море по колено

Haval H3 — первый кроссовер из профессиональной серии Pro

Автопилот
«Были моменты, когда я теряла веру» «Были моменты, когда я теряла веру»

Агата Муцениеце: какой мамой, сестрой, дочерью и внучкой она хотела бы быть

Psychologies
На кону Трамп На кону Трамп

«Ученик. Восхождение Трампа»: рассказ о молодых годах Дональда Трампа

Weekend
Как следует поменять уход за ногтями зимой: 10 полезных советов Как следует поменять уход за ногтями зимой: 10 полезных советов

Знаешь ли ты, что в холодное время года ногтям нужна дополнительная помощь?

VOICE
Мажорные аккорды российских атомщиков: как технологии открывают путь к (почти) неисчерпаемой энергии Мажорные аккорды российских атомщиков: как технологии открывают путь к (почти) неисчерпаемой энергии

Реактор БН-800: как он может повлиять на будущее человечества?

СНОБ
Порно и предубеждение Порно и предубеждение

«Соперники»: чисто английские 1980-е

Weekend
Движение вверх Движение вверх

8 необычных вариантов оформления потолка в квартире

Лиза
Чухе Ким: Если бы меня ждал провал и мне пришлось бы начинать все заново, я бы ни о чем не жалела Чухе Ким: Если бы меня ждал провал и мне пришлось бы начинать все заново, я бы ни о чем не жалела

Чухе Ким о голоде, эмиграции и любви к русской культуре

СНОБ
Потерянные и обретенные Потерянные и обретенные

Истории пропавших шедевров напоминают сюжеты самых невероятных фильмов

Вокруг света
Открыть в приложении