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

Наталья Гранцева, Уистен Оден… и статья британского посла Наталья Гранцева, Уистен Оден… и статья британского посла

«Зеркала Шекспира» – новая книга на вечную (с XVI века) тему

Знание – сила
Фарминг, патриотизм и гробница Хуан-ди: как завоевать китайский рынок гейминга Фарминг, патриотизм и гробница Хуан-ди: как завоевать китайский рынок гейминга

Чем азиатский геймдев отличается от западного?

Forbes
Информационная война Информационная война

В Древнем Риме борьба пропагандистов была не менее напряженной, чем сейчас

Дилетант
Весомый вопрос Весомый вопрос

Может ли семаглутид вызвать привыкание или другие негативные последствия?

Psychologies
Премудрость букв Премудрость букв

Чтобы прочесть текст на латыни или на церковнославянском, мало знать язык

Вокруг света
Притяжение Арктики Притяжение Арктики

Как выглядит изнутри туристическая отрасль на архипелаге Шпицберген

Отдых в России
Где посмотреть современный арт в Казанском кремле Где посмотреть современный арт в Казанском кремле

Как в Казани старинные постройки получают новую жизнь и новые смыслы

Psychologies
Проживание вдалеке от магазинов в детстве повысило риск ожирения в подростковом возрасте Проживание вдалеке от магазинов в детстве повысило риск ожирения в подростковом возрасте

Как ограниченный доступ к продуктам питания связан с развитием ожирения?

N+1
Правильные слова Правильные слова

Сегодня наш язык снова меняется. Действительно ли он при этом портится?

Вокруг света
Детки в клетке: что такое квадробинг и может ли он быть опасным для ребенка Детки в клетке: что такое квадробинг и может ли он быть опасным для ребенка

Может ли квадробинг нанести вред детской психике?

Forbes
«Иерусалим земной и подземный» «Иерусалим земной и подземный»

Как были устроены первые археологические исследования в городе?

N+1
Ярко и со вкусом Ярко и со вкусом

Необычная, очень солнечная по настроению квартира в ярком и цветном интерьере

Идеи Вашего Дома
Карты, деньги, два спеца Карты, деньги, два спеца

Психолог и крупье рассказали RR, как не «подсесть» на игру

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Время Кита. Осеннее небо Время Кита. Осеннее небо

Этой осенью мы завершаем разговор о созвездиях семейства Персея

Наука и жизнь
История развития морских беспилотников. Часть 2 История развития морских беспилотников. Часть 2

Для чего используются беспилотные подводные аппараты

Наука и техника
Всё, что тебе нужно знать перед походом к портнихе: 9 советов по пошиву одежды на заказ Всё, что тебе нужно знать перед походом к портнихе: 9 советов по пошиву одежды на заказ

Собираешься подогнать пиджак или заказать платье? Эти советы тебе пригодятся

VOICE
Таиланд на любой вкус Таиланд на любой вкус

Гастрономическое путешествие по королевству в Юго-Восточной Азии

Добрые советы
Сделано в Питере. Сделано по-питерски… Сделано в Питере. Сделано по-питерски…

Как «питерский вайб» влияет на дизайн в бизнесе

Монокль
«И тянутся города»: как группа из Барнаула прославилась благодаря виральному треку «И тянутся города»: как группа из Барнаула прославилась благодаря виральному треку

Как барнаульцы создали один из самых успешных рок-проектов страны?

Forbes
Несчастливы вместе Несчастливы вместе

«Жизнь»: немецкая семейная драма, подражающая американскому роману

Weekend
Икра белыми Икра белыми

Чем опасен нелегальный рынок икры для государства и потребителей

Деньги
Вы поразитесь, сколько людей проживало в Древней Греции! Узнайте интересные факты Вы поразитесь, сколько людей проживало в Древней Греции! Узнайте интересные факты

Можно ли оценить население Древней Греции?

ТехИнсайдер
Болен деньгами: как связаны финансы и психологическое здоровье Болен деньгами: как связаны финансы и психологическое здоровье

Money disordes: как проявляются такие расстройства и как их распознать у себя?

Forbes
В атмосфере отдыха В атмосфере отдыха

Эта маленькая, но уютная квартира находится в известном курортном месте

Идеи Вашего Дома
Как заселяли Америку Как заселяли Америку

Когда именно и как шло расселение человека на американском континенте?

Наука и техника
Место для ребенка: что делает город удобными для детей и как это влияет на экономику Место для ребенка: что делает город удобными для детей и как это влияет на экономику

Как понять, подходит ли для ребенка то, что для него построили взрослые?

Forbes
По кругу По кругу

На краю деревни, среди леса стоит дом, в который хочется привести каждого

Seasons of life
«Выбор не в пользу себя»: почему женщины не занимают лидирующих позиций в бизнесе «Выбор не в пользу себя»: почему женщины не занимают лидирующих позиций в бизнесе

Почему на самом деле в советах директоров или среди СЕО так мало женщин

Forbes
Есть свет для бедных и свет для богатых Есть свет для бедных и свет для богатых

Правда ли, что человечество слепнет, и можно ли вернуть зрение слепому человеку?

Наука
«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
Открыть в приложении