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

Селенография Селенография

Что люди знали о Луне до первого полета к спутнику Земли?

Вокруг света
Как бросить есть: мегахит для худеющих Как бросить есть: мегахит для худеющих

Ozempic стал первым лекарственным хитом XXI века

ТехИнсайдер
Уникальные свойства перовскита и биомедицина Уникальные свойства перовскита и биомедицина

Перовскит – довольно редкий минерал, который был открыт на Урале в 1839 году

Знание – сила
Два алтаря для одной жертвы Два алтаря для одной жертвы

Как героиня греческого мифа Ифигения из символа подвига стала символом отчаяния

Weekend
Солист группы «Комната культуры» Евгений Трофимов: Песню «Поезда» я написал за 20 минут Солист группы «Комната культуры» Евгений Трофимов: Песню «Поезда» я написал за 20 минут

Какую песню Евгений Трофимов называет самой «выстраданной»

СНОБ
«Я пишу здесь только правду». Отрывок из дневников Ольги Берггольц «Я пишу здесь только правду». Отрывок из дневников Ольги Берггольц

Отрывок из дневниковых записях о последних днях жизни мужа Ольги Берггольц

СНОБ
Конечно, Вася Конечно, Вася

Василий Баста Вакуленко о самокритике, драках и творческих альтер эго

Men Today
Не навреди: чем может быть опасен гипноз Не навреди: чем может быть опасен гипноз

Какую опасность могут скрывать сеансы гипноза?

ТехИнсайдер
Соленый папоротник и мороженое из грибов: что пробовать на Камчатке Соленый папоротник и мороженое из грибов: что пробовать на Камчатке

Самые аутентичные блюда Камчатки

СНОБ
Что такое Германская Новая Медицина и чем она опасна: объяснение врача Что такое Германская Новая Медицина и чем она опасна: объяснение врача

Германская Новая Медицина — метод лечения, считающийся шарлатанством

Psychologies
Кончается наша кассета: в чем трагедия Жени Белоусова? Кончается наша кассета: в чем трагедия Жени Белоусова?

Что мы знаем про певца Женю Белоусова?

Правила жизни
Гуамских зимородков вернули в природу спустя 36 лет Гуамских зимородков вернули в природу спустя 36 лет

Гуамские альционы вернулись в природу впервые за 36 лет

N+1
Фольклорист Александра Баркова: Считать меня язычницей — это какой-то тяжелый бред Фольклорист Александра Баркова: Считать меня язычницей — это какой-то тяжелый бред

Интервью с российским фольклористом Александрой Барковой

СНОБ
Сбой системы Сбой системы

Как вовремя понять, что ребенка пора вести на прием к специалисту?

Лиза
It depends It depends

Полина Гагарина с психологом о зависимостях, испытывающих нас и наших детей

Psychologies
Другой фокус Другой фокус

Ольга Сутулова о детских комплексах и новой философии красоты

Новый очаг
Петербург будущего Петербург будущего

Александр Бережненко и его команда ответственны за перезапуск и ревайвл Коломны

Собака.ru
Двойные экспрессы Двойные экспрессы

В 2023–2024 на наших реках появились необычные суда – пассажирские катамараны

ТехИнсайдер
Сила в форме Сила в форме

«Чума»: новая глава в истории якутского кино

Weekend
50 фактов об аистах: зачем они испражняются на свои ноги и почему эти птицы — суровые родители? 50 фактов об аистах: зачем они испражняются на свои ноги и почему эти птицы — суровые родители?

Борьба самок за самцов, сон стоя, доверчивость и другие факты об аистах

ТехИнсайдер
Ваша Наташа Ваша Наташа

Певица Наталья Подольская — о конфликтах, новом проекте и хейте

OK!
«Человек с камерой»: шесть женских автобиографических документальных фильмов «Человек с камерой»: шесть женских автобиографических документальных фильмов

6 примеров «автофикшена» в кино

Forbes
Подруги довели девушку до суицида. Психолог разъяснила, как проявляется «дружеская» травля Подруги довели девушку до суицида. Психолог разъяснила, как проявляется «дружеская» травля

Как определить, что в дружеских отношениях начинаются травля и буллинг

Psychologies
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
На краю земли На краю земли

Столетиями маяки выдерживают натиск стихии, подавая спасительные сигналы

Вокруг света
Как нельзя использовать эфирные масла: 8 запретов, которые следует соблюдать Как нельзя использовать эфирные масла: 8 запретов, которые следует соблюдать

Можно ли навредить себе эфирными маслами?

VOICE
Не плохой парень. Интервью с актером Андреем Максимовым Не плохой парень. Интервью с актером Андреем Максимовым

Андрея Максимова все чаще можно встретить в главных кино- и сериальных проектах

СНОБ
«Мама, ты ломаешь меня»: с чего начинается травма детства «Мама, ты ломаешь меня»: с чего начинается травма детства

Как формируется детская травма и за что несут ответственность родители?

Psychologies
Носить или не носить: правда ли, что ношение очков ослабляет зрение? Носить или не носить: правда ли, что ношение очков ослабляет зрение?

Ношение очков может еще больше ослабить зрение. Так ли это?

ТехИнсайдер
Загадки русского языка: почему есть лето бабье, но нет мужичьего? Загадки русского языка: почему есть лето бабье, но нет мужичьего?

Почему лето называется именно бабьим?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении