Томские ученые изменили таблицу Менделеева
Одна голова хорошо, а две лучше. Эту известную пословицу два выпускника ТПУ доказали на собственном примере. Случайно встретившись три года назад и объединив усилия, Александр Градобоев и Валерий Матвеев задали себе ряд вопросов о существующей периодической системе элементов, которая со времен Менделеева и Бора оставалась неизменной по своей сути. В итоге ученые сделали открытие, которое в корне изменило их взгляд на менделеевскую таблицу.
В школе я не любила химию за сложные формулы и непонятный язык менделеевской таблицы. Как оказалось, периодическая система великого ученого не давала покоя и будущим выпускникам ТПУ, которых мучили вопросы, на которые их преподаватели не могли ответить. Например, с чего это вдруг элементы вещества называются «химическими»? Причем здесь «химия», если все элементы после урана получены только в ядерных реакциях? И вообще, что за бардак с распределением элементов по периодам?
Ответ на эти и многие другие вопросы ученые нашли, встретившись в Юрге, где расположен филиал ТПУ. При этом структура периодической системы с учетом ее конечности родилась мгновенно, но потребовалось почти три года для ее обоснования. Полученный итог, по словам исследователей, в корне изменил традиционный взгляд на существующую систему Менделеева.
Новшество томских исследователей заключается в том, что они, спустя 140 лет после знаменитого открытия химика, предсказали конечное число элементов, которые должны в итоге войти в столь известную таблицу, и даже назвали год, когда будет открыт ее последний элемент.
-После смерти Менделеева изучению его таблицы посвятили свою жизнь сотни ученых, при этом около десятка из них стали лауреатами Нобелевской премии, - рассказывает Валерий Матвеев. – До сегодняшнего времени споры вокруг таблицы не утихают: одни ученые думают, что число элементов в таблице в итоге превысит 2000, а другие полагают, что их количество – от минус бесконечности до плюс бесконечности.
Что касается ученых ТПУ, то они доказали, что всего в таблице будет 172 элемента и этот последний, 172-й элемент, предположительно, будет открыт в 2133 году.
Дальше всех в изучении периодической системы Менделеева продвинулся Нильс Бор. Еще в 1921 году он предположил, что всего в таблице должно быть 118 элементов. Сегодня мир стоит на пороге открытия этого предсказанного 118-го. По прогнозам же ученых ТПУ, элементов должно быть на 54 штуки больше.
Обоснование полученных выводов ученые изложили в своей монографии. На 183 страницах поместились не все доказательства, поэтому в планах сотрудников ТПУ опубликовать вторую часть монографии: как говорится, для тех, кто все еще не верит. Работу над книжкой Матвеев и Градобоев вели в течение трех лет, а новую таблицу нарисовали всего за несколько часов во время первой встречи.
- Самое интересное заключается в том, что в процессе работы мы не поставили ни одного опыта – все доказательства взяты из учебников по химии и физике, - смеется Валерий Семенович. – Почему-то раньше никто не догадался взять всем известные выводы и опытные данные, изложенные в книжках, и проанализировать. А мы догадались.
По традиции, заложенной еще 140 лет назад великим ученым Д. И. Менделеевым, элементы объединяются в периоды, группы и подгруппы по своим «химическим» свойствам. А где физика? Томичи доказали, что в свете новых данных необходимо введение новой структурной единицы – класса, который объединяет известные ранее периоды на новой основе, исходя из строения электронных оболочек атомов и закономерностей изменения их характеристик.
Необычность работы томских ученых еще и в том, что тематика в ней вроде бы химическая, но в самой монографии слово химия употребляется раза два, не больше, уверяют исследователи. Да и сами они имеют к химии косвенное отношение: профессор Градобоев – физик, а доцент Матвеев и вовсе заканчивал машиностроительный факультет, он специалист по обработке металлов резанием. Однако, пытливый ум позволил ученым подойти к исследованию на самом высоком научном уровне.
Коллеги в свой работе объединили и доселе разделенные направления физики: атомную и ядерную. До них никто не обращал внимания на вполне очевидную их связь.
- Атомная физика изучает электронную оболочку атома и была, как бы сама по себе, а ядерная физика, которая изучает строение ядер атомов, - тоже сама по себе. Мы же доказали, что нуклонный состав ядер четко определяется периодом, то есть периодическая система элементов диктует строение ядер атомов. А это - прямая связь обоих физик. Все понимали, что такая связь должна быть, но никто не догадался построить пару графиков и доказать это.
Полученная по итогам исследований обновленная таблица элементов включает в себя 172 элемента, 12 периодов и семь классов. Ученые пошли дальше и разработали целый ряд других вариантов построения таблицы.
- Произошла интересная вещь. Мы ответили на ряд вопросов, но породили еще больше новых, - улыбается Александр Градобоев.
Не берутся ученые прогнозировать и практическую пользу от своей фундаментальной работы. Но, по их мнению, столь значительная систематизация накопленных годами, можно даже сказать, веками, знаний не пройдет даром и отразится на развитии всей науки.
На вопрос, «грозит» ли столь солидной работе Нобелевская премия, оба ученых лишь скромно улыбаются: не знаем, говорят они.
Пока ученые готовят вторую часть монографии и собирают дополнительные аргументы для обоснования своего открытия. Но каким бы оно ни было значимым, оценить их труд по достоинству смогут лишь коллеги по научному цеху. Такова доля всех научных работников.
