ЭЙЛЬГАРД МИТЧЕРЛИХ (1794–1863) 

ЭЙЛЬГАРД МИТЧЕРЛИХ

(1794–1863) 

Полумрак комнат, приглушенные звуки органа и безукоризненная чистота, а также мягкий голос и сдержанные манеры всеми уважаемого пастора Митчерлиха из ольденбургского селения Йевер, создавая вокруг обстановку какого-то особого успокоения, всегда располагали к серьезным размышлениям каждого, кто приходил в его дом.

Лишь изредка этот идиллический покой нарушался звонким голоском маленького Эйльгарда[382]. И тем не менее малыш Эйль совсем не походил на своих сверстников. Отец с его обширными познаниями в области философии, языкознания и истории благотворно влиял на развитие и воспитание десятилетнего мальчика. Эйльгард слушал рассказы отца о дальних странах, об удивительных обычаях и верованиях различных народов. Ребенком он мечтал о великих путешествиях. Особенно загадочной казалась ему Персия. Его детское воображение рисовало дворцы Вавилона, Исфахана и Персеполиса. Эти сказочные видения пробуждали в душе Эйльгарда неодолимое желание учиться. Часто он беседовал с учителем истории, господином Шлоссером.

— Сегодня во время урока, господин Шлоссер, вы только упомянули об одном из семи чудес света — о висячих садах Семирамиды. Прошу вас, расскажите о них подробнее.

— Хорошо, Эйльгард, я обязательно расскажу об этом в следующий раз. И, кроме того, дам тебе книгу, из которой ты узнаешь и о других, еще более загадочных чудесах.

— Спасибо, я прочту ее… Мне очень хочется научиться читать таинственные надписи на стенах древних дворцов и храмов.

— Мой мальчик, удивительные истории, содержатся и в древних рукописях! Но чтобы узнать о них, человеку надо прежде всего овладеть языком, на котором они написаны.

— Вы имеете в виду персидский?

— Да. Во многих библиотеках немецких городов хранятся пергаментные свитки, привезенные путешественниками и исследователями. Сколько еще тайн скрывают страницы, покрытые персидскими письменами!

— Может быть, мне заняться персидским языком? Я, наверно, сумею одолеть его. Ведь английский и французский мне даются легко.

— Способность к языкам ты, видно, унаследовал от дяди, Эйльгард. Он один из самых крупных филологов Геттингенского университета. Кто знает, быть может, ты пойдешь по его стопам?

— Не знаю… Пока что мне хочется поехать в Персию и самому увидеть древние памятники.

С завидным усердием и упорством Эйльгард. стремился осуществить свое желание. Его давно уже не манили детские игры товарищей. Все свое время он посвящал занятиям. И дядя, видя его неодолимое стремление к знаниям, обещал рекомендовать его своему коллеге из Гейдельбергского университета, непревзойденному знатоку персидского языка.

Два года работы под умелым руководством профессора Больца помогли ему в совершенстве овладеть персидским. Теперь он мог осуществить свою заветную мечту. Но для этого нужны были деньги. Просить их у отца, скромного пастора, юноша не осмеливался, да отцу и неоткуда было взять их.

— Почему бы мне не поехать в Париж? Может быть, меня направят, например, переводчиком во французское посольство в Персии.

— Да, но обстановка во Франции сейчас сложная. Ведь поход Наполеона в Россию провалился. Говорят, он потерпел жестокое поражение под Бородином, — предостерег его товарищ по университету.

— И все-таки я поеду. Возможно, мечты мои сбудутся… В начале 1813 года Митчерлих прибыл в Париж, но вскоре

ему пришлось вернуться в Германию. Летом 1814 года Эйльгард приехал в Геттинген, к дяде.

— Вернулся наконец наш путешественник, — воскликнул профессор Митчерлих е легкой иронией в голосе. — Ну, рассказывай, Эйль. Что нового во Франции?

Эйльгард сидел с опущенной головой.

— Дядя, знаешь, почему я стремился в Париж?

— Да. Но все это глупые мальчишеские выдумки. Однако, когда человеку девятнадцать, ему многое описывается, издержки молодости, как принято говорить.

Они помолчали. Потом профессор Митчерлих спокойно сказал:

— В библиотеке университета есть несколько рукописей на персидском языке об истории гуридов[383] и каракитаев[384]. Займись ими. Надеюсь, в них ты найдешь достаточно материалов для своей первой научной публикации.

— Спасибо за добрый совет, дядя. Я постараюсь не подвести тебя.

Работа над персидскими рукописями увлекла его, но он по-прежнему мечтал о путешествиях. Менее чем за год Эйльгард написал статью об истории гуридов и каракитаев. Она была напечатана в 1815 году, но первый успех его мало утешил.

«Я должен достичь цели во что бы то ни стало, — думал он. — Средств у меня нет, но я молод и мог бы заработать их. Да, это отличная идея. Выбрав профессию врача, я найду работу повсюду и смогу уехать в Персию без чьей-либо помощи».

С присущим ему упорством Эйльгард принялся за осуществление новых планов, начав с изучения медицины. Но для этого необходимо было изучить химию, физику и ряд других наук. Они глубоко заинтересовали его, и Митчерлих по-настоящему увлекся незнакомыми ему доселе научными проблемами.

Особенно загадочными ему казались процессы кристаллизации. Часто во время опытов по неорганической химии он получал растворы, в которых, спустя некоторое время, начиналась кристаллизация: на дне стакана образовывались необыкновенно красивые кристаллы — совершенное творение природы. Каждое вещество кристаллизовалось по-своему: новые кристаллические формы, другой вид кристаллов; но для одного и того же вещества все они были похожи друг на друга как две капли воды. Здесь также скрывались загадки, и они заинтересовали Митчерлиха не меньше, чем древние персидские письмена. Он увлекся проблемами кристаллизации и почти забыл о своих старых мечтах уехать на Восток. Эйльгард совсем забросил лекции по медицине, так как никогда не проявлял особой склонности к профессии врача. Для него она всегда оставалась лишь средством осуществить поездку в Персию. Теперь для Митчерлиха важна была только химия.

Эйльгард изучал химию с тем же поразительным усердием, как когда-то персидский язык. За два года он сумел овладеть основами химической науки и приступил к самостоятельным исследованиям. На первых порах это были довольно примитивные опыты, так как Геттингенский университет не располагал в то время достаточно квалифицированными химиками, которые могли бы направить работу молодого ученого. Среди немецких химиков той поры выделялся профессор Берлинского университета Мартин Клапрот. Митчерлих решил поехать в Берлин, чтобы стать его учеником, но в 1817 году Клапрот умер. Не оставалось ничего другого, как самостоятельно продолжать свое образование. Митчерлих много читал. Но это не могло полностью удовлетворить его. Митчерлих мечтал об исследовательской работе. К тому времени Эйльгард уже обладал солидным багажом знаний по химии и подумывал о лекторской деятельности в Берлинском университете. В 1818 году он сделал решающий шаг[385].

Кафедра химии в Берлинском университете после смерти Клапрота все еще оставалась без руководителя. Директор лабораторий Линк прилагал все усилия к тому, чтобы найти замену, но тщетно.

— Могу ли я надеяться на предоставление мне возможности читать лекции? — спросил у него Митчерлих.

— Надеяться можно, — ответил Линк. — Но сейчас я не могу вам обещать что-либо конкретное: ведь я вас совсем не знаю. Кроме того, министр Альтенштейн хочет лично подобрать талантливого и достойного заместителя профессора Клапрота.

Наступило неловкое молчание. Митчерлих мысленно ругал себя за необдуманный поспешный поступок. Почему он прежде ни с кем не ^посоветовался, ну хотя бы с дядей?

— Послушайте, господин Митчерлих, — прервал затянувшееся молчание Линк. — А почему бы вам не остаться в Берлине? Начните работу в лаборатории университета, возможности здесь очень большие. Недавно к нам поступил еще один молодой химик — Генрих Розе. Надеюсь, ваша совместная работа принесет пользу обоим.

Митчерлих нашел это предложение великолепным. Лаборатория университета была просторной и снабжена всем необходимым для работы.

В библиотеке он просмотрел научные журналы, ознакомился с основными проблемами, над которыми работали в это время Гей-Люссак во Франции, Дэви и Фарадей в Англии, Берцелиус в Швеции. Как много новых открытий в химии! Но ведь есть еще и столько неизведанного!

В одной из статей Берцелиуса Митчерлиху показалось, что данные о составе фосфорной, фосфористой, мышьяковой и мышьяковистой кислот не слишком убедительные. «Почему бы не проверить их, — размышлял Митчерлих, — подтверждение результатов крупного ученого, с одной стороны развеет возникшее у меня сомнение, а с другой — позволит усвоить технику эксперимента».

Митчерлих начал изучать кислоты, окислы фосфора и мышьяка, а потом и различные соли обоих элементов. Его особое внимание привлек интересный факт — существование кислых а нормальных солей этих элементов. Результатом исследований был новый метод определения элемента фосфора при отравлении его соединениями.

С течением времени Митчерлих стал большим мастером эксперимента, он легко осуществлял даже самые сложные аналитические определения. Результаты его экспериментов подтверждали теорию Берцелиуса. Свои выводы Митчерлих обсудил с Генрихом Розе. Работа в лаборатории сблизила их и сделала неразлучными друзьями с первых же дней знакомства.

— Ангидриды фосфорной и мышьяковой кислот содержат по пять эквивалентов кислорода, а ангидриды фосфористой и мышьяковистой кислот — по три.

— Да, — подтвердил Розе, — но в этом и состоит утверждение Берцелиуса.

— Однако он доказал его только анализом кислот, а я провел анализ и некоторых солей, — ответил Митчерлих. — Соли можно получить в чистом виде путем перекристаллизации.

— Понимаю тебя. И все-таки, Эйль, это лишь повторение уже известного.

— Нет, у меня есть и другие результаты, но я не решаюсь, их опубликовать.

— Не понимаю тебя.

— Вот, смотри.

Митчерлих вынул из шкафа две склянки, заполненные бесцветными кристаллами.

— Посмотри на эти кристаллы. Какими они тебе кажутся?

— Совершенно одинаковыми. Кристаллы какого это вещества?

Вот, все дело в том, что их химический состав не одинаков. В этой склянке находится фосфат натрия, а в этой — арсенат натрия. Ну как?

— Удивительно! — воскликнул Розе. — Я не вижу никакой разницы.

— А вот здесь кристаллы кислых арсенита и фосфита натрия. Они тоже одинаковы между собой, но отличаются от нейтральных солей. Мне кажется, что я на пути к новому открытию: аналогичному составу кристаллов соответствует и одинаковая форма.

— Может быть, ты уже сформулировал закон, о котором говорил. Применим ли он во всех случаях?

— Еще рано говорить об этом. До сих пор я не обращал внимания на форму кристаллов. Я всегда только восхищался их правильной формой. Чтобы доказать, что кристаллы арсената натрия одинаковы по форме с кристаллами фосфата натрия, необходимо определить их систему, измерить кристаллографические константы.

— Ну, я не берусь за это дело, — ответил Генрих, — пожалуй, тут тебе поможет мой брат Густав.

— Я надеюсь, но прежде я сам должен изучить как следует кристаллографию.

Законы симметрии кристаллов, закон постоянства углов, сложные кристаллические формы — все казалось молодому ученому чрезвычайно увлекательным. Работа захватила Митчерлиха, приковала его к лаборатории. Порой не хватало терпения, хотелось быстрее найти закономерности… Однако наука не терпит торопливости и Митчерлих вновь и вновь определял кристаллографические параметры кристаллов солей. В процессе опытов ученый убедился, что кристаллы арсената и фосфата натрия не только подобны, но и одинаковы. Сделав это открытие, Митчерлих долго не мог успокоиться. Мысль о том, что он открыл новый закон, не давала ему покоя. Необходимы еще доказательства, что и другие вещества обнаруживают такие же свойства. Необходимо также исследовать природные кристаллы… Все эти мысли не давали уснуть. Он оделся и вышел на улицу.

Над Берлином опустилась тихая летняя ночь. Узким переулком он вышел на берег Шпрее. Небольшой двухэтажный дом, где жили братья Розе, отражался в мутных водах реки. Митчерлих постучал.

— Густав. Откройте!

Послушались робкие женские шаги. Испуганная и заспанная хозяйка с буклями, выбившимися из-под чепчика, открыла дверь. В руках она держала свечу.

— Прошу извинить меня, госпожа Тишлейн, — сказал Митчерлих и быстро прошел по темному коридору к двери Розе.

— О, пресвятая дева Мария! Что это за люди! Не могут даже спокойно выспаться. Какая польза от их образованности? — Госпожа Тишлейн сладко зевнула и прошлепала в свою комнату.

Тем временем молодые ученые вели уже оживленную беседу.

— В минералогической коллекции университета есть много минералов аналогичного состава, — сказал Густав.

— Как ты думаешь, можно мне их использовать? Я хочу измерить их параметры.

— Полагаю, что можно. Завтра поговорим с профессором.

— Не могу я ждать до завтра: ведь у тебя есть ключ, пойдем сейчас в лабораторию.

— Но, Эйль. Ты сошел с ума! Что мы будем делать там ночью?

В кратчайший срок Митчерлих установил, что углекислые минералы — кальцит (исландский шпат или карбонат кальция), доломит (карбонат магния — кальция) и магнезит (карбонат магния) — имеют одинаковые кристаллические формы. Эти минералы были близки и по химическому составу. То же самое наблюдалось и у некоторых сульфатных минералов. Например, одинаковые формы кристаллов имели аналогичные по составу минералы барита (сульфата бария), целестина (сульфата стронция) и англезита (сульфата свинца).

Теперь Митчерлих окончательно убедился, что его наблюдения не случайность. Это закон природы, и, будучи точно сформулированным, он мог оказать существенное влияние на развитие химии. И все-таки достигнутое не удовлетворяло молодого ученого. Он продолжал опыты, приводил новые доказательства… Природные минералы встречаются очень редко в чистом состоянии и не часто образуют хорошо оформленные кристаллы. Может быть, удобнее использовать кристаллы солей, полученные в лаборатории? Надо только выбрать такие соли, которые легче кристаллизуются. Митчерлих остановился на сульфатах. Их легко получить, и они образуют большие, удобные для работы кристаллы. Кроме того, эти вещества несложно очистить от примесей.

Так началась новая серия исследований. Теперь на рабочем столе Митчерлиха стояли склянки, наполненные окрашенными в разные цвета кристаллами: синими — сульфата меди, зелеными — сульфата никеля, бледно-зелеными — сульфата железа, красными — сульфата кобальта, розовыми — сульфата марганца, бесцветными — сульфата цинка и магния и другими.

Кристаллографические исследования показали, что одинаковые кристаллические формы обнаруживаются у сульфатов меди и марганца, железа и кобальта, цинка и никеля. Все кристаллы кристаллизуются, связывая определенное количество так называемой кристаллизационной воды. Проанализировав их, Митчерлих установил, что соли с одинаковой формой кристаллов связывают одинаковое число эквивалентов воды, но кристаллы различной формы содержат разное количество воды.

Эти исследования Митчерлиха продолжались больше года. Он получил много фактического материала и задумал написать научную статью. Ученый систематизировал и привел в порядок результаты опытов, сделал эскизы кристаллических форм и только тогда наконец приступил к написанию статьи.

Стояло жаркое лето, августовское солнце палило нещадно, и даже толстые университетские стены не могли спасти от изнурительной жары. Митчерлих, несмотря ни на что, упорно работал. Он и не заметил вошедшего Линка. На этот раз он был не один: рядом стоял элегантно одетый мужчина лет сорока.

— А это лаборатория. Можете ее осмотреть, профессор.

— Спасибо, я с удовольствием воспользуюсь вашей любезностью.

Услышав голоса, Митчерлих поднял голову и поздоровался.

— А вы, оказывается, здесь, уважаемый Митчерлих? Идите-ка сюда, я представлю вас профессору Берцелиусу, — сказал в замешательстве Линк.

Широкий круг интересов Берцелиуса сразу расположил к нему молодого Митчерлиха, и между ними завязалась увлекательная беседа. Они склонились над таблицами и чертежами, разложенными на столе.

— Вот, это анализы смешанных кристаллов. Если смешать растворы веществ, образующих аналогичные кристаллы, из полученного раствора выкристаллизовываются смешанные кристаллы. У них та же самая форма, что и у кристаллов чистых веществ, и они содержат одинаковое количество воды. Состав смешанных кристаллов не постоянен. Если раствор сульфата меди смешать с раствором сульфата марганца, то полученные смешанные кристаллы обладают абсолютно той же формой, что и у чистых кристаллов сульфата меди и марганца. Если количество раствора сульфата марганца увеличивается, растет и его содержание в кристаллах, то есть эти два вещества связываются в неопределенных весовых отношениях.

— Но это же противоречит закону постоянных отношений! — воскликнул Берцелиус.

— И тем не менее это факт, — убежденно ответил Митчерлих.

Берцелиус еще раз внимательно просмотрел данные. Ошибки нет!

— Тогда это неизвестное до сих пор явление, господин Митчерлих. Закономерность, которую вы открыли, чрезвычайно интересна. Как вы думаете ее назвать?

Митчерлих пожал плечами.

— Пока не подумал об этом.

— Напрасно, господин Митчерлих, это упущение с вашей стороны. Вы должны найти подходящий термин для нового явления. Одинаковые формы кристаллов… — Берцелиус задумался. — Слово «одинаковый» обычно выражается через приставку «изо»…

— Может быть, изоморфизм? — нерешительно предложил Митчерлих.

— Великолепно! Изоморфизм, — повторил Берцелиус[386].

На следующий день во время встречи с министром Альтенштейном Берцелиус не без гордости сообщил:

— Вы просили меня найти заместителя Клапроту. Он у вас уже есть, господин Альтенштейн.

Министр вопросительно посмотрел на него.

— Господин Эйльгард Митчерлих — удивительно одаренный молодой химик, — продолжил Берцелиус. — Он открыл чрезвычайно интересный закон — закон изоморфизма. У изоморфных веществ аналогичный химический состав. Направьте его ко мне в Стокгольм, за год он сумеет усовершенствовать свои знания и станет достойным преемником Клапрота.

— Ваше предложение надо обдумать, господин Берцелиус. Весной 1820 года Митчерлих вместе с Генрихом Розе прибыл в Стокгольм. Несколькими месяцами позже туда приехал и Густав Розе.

— Вот и опять наша троица вместе, — воскликнул радостно Густав. — Ну, рассказывайте, как идут дела?

— Не торопись, время у нас есть, Густав. Сначала отдохни с дороги.

Друзья работали не покладая рук. Густав совершенствовал свои познания в минералогии, Генрих — в химии, Митчерлих — в минералогии и химии. Он продолжал исследования изоморфизма в лаборатории Берцелиуса. Здесь он подробно изучил нормальные и кислые фосфаты калия, натрия, аммония и свинца, двойные соли карбоната калия — натрия и аммония — натрия, описал форму их кристаллов и установил, что во всех случаях аналогичные по составу соли изоморфны.

Берцелиус не скрывал своего удовлетворения работами молодого Митчерлиха. Он рекомендовал его статью в журнал «Научные труды Шведской Академии наук», и она вышла в свет в 1820 году.

До возвращения в Берлин оставалось еще несколько месяцев. По совету Берцелиуса Митчерлих решил в совершенстве овладеть анализом силикатов.

— Силикатные минералы открывают широкие возможности применения закона изоморфизма. В этой области, возможно, у вас будет обширное поле деятельности, — сказал Берцелиус.

— Анализ силикатов чрезвычайно трудоемкий и длительный процесс. Однако это действительно открывает перспективы.

— На днях я уезжаю в. Фалун, — сказал Берцелиус. — И буду рад, если вы поедете со мной. Шахты в его окрестностях — неисчерпаемый источник разнообразных минералов.

— Вы не возражаете, если мы пригласим и Густава Розе?

— Конечно, нет. У минералога всегда можно получить полезный совет.

Фалун находился в 250 километрах от Стокгольма. Богатые рудами его окрестности скрывали много неизученных минералов. Телеги, груженные рудой, нескончаемой чередой двигались к медеплавильным заводам, окруженным со всех сторон горами шлака. Дым и ядовитые газы непрерывно поднимались в воздух, отравляя вокруг все живое.

— Настоящий вулкан, — промолвил Митчерлих. — Взгляните, разве это не напоминает раскаленную лаву? — указал он на стекающий по крутому склону шлак.

Митчерлих приблизился к застывшей куче шлака и стал откалывать куски геологическим молотком. Он внимательно осматривал их через маленькую линзу. Чем глубже он брал пробы, тем более крупными становились кристаллы. Митчерлих ясно различал кристаллы оливина, диопсида, слюд, пироксенов а еще многих других минералов. Всего он обнаружил более 40 различных минералов. Предстояла новая, огромная работа.

В ноябре 1821 года Митчерлих вернулся в Берлин. Вклад, который он внес в науку, был высоко оценен. Он стал экстраординарным профессором, заняв место Клапрота. Одновременно его избрали в число членов Берлинской Академии наук.

Митчерлих начал готовиться к лекциям и параллельно продолжал изучать кристаллы. Он открыл еще одно не менее интересное явление, которое назвал диморфизмом. Им было установлено, что одно и то же вещество способно образовывать кристаллы двух различных кристаллографических систем. Например, углекислый кальций встречается в природе в виде минералов кальцита (тригональная система) и арагонита (ромбическая система). Подробно изучив условия кристаллизации, Митчерлих предложил, что изоморфные арагониту церуссит (карбонат свинца) и стронцианит (карбонат стронция) должны были образовывать кристаллы, изоморфные с кальцитом. Его попытки открыть диморфные формы этих двух минералов остались безуспешными, но это его предположение явилось причиной оживленных споров и привело впоследствии ко многим открытиям в области кристаллохимии.

Исследования арагонита, кальцита, стронцианита и церуссита проводились в то время многими учеными. Штромейер тщательно проанализировал арагонит и доказал, что он содержит стронций, поэтому причина образования ромбических кристаллов карбоната кальция — арагонита — заключается в примесях карбоната стронция. А немногим позже Бухгольц показал, что в природе встречается арагонит, который не содержит стронция. Стало ясно, что карбонат кальция может кристаллизоваться в двух кристаллографических системах по другим причинам.

Как утверждал Митчерлих, причиной образования кристаллов другой системы являются изменившиеся условия кристаллизации. Эта перемена не зависит от наличия примесей, которые оказали бы влияние на процесс кристаллизации. Однако такое утверждение требовало доказательств.

Исследования в лаборатории не прекращались. Необходим» было проанализировать минералы из Фалуна, измерить их кристаллографические параметры и доказать свою правоту…

Гониометр, сконструированный Уолластоном, не удовлетворял Митчерлиха. Измерение углов в кристаллах надо было провести с максимальной точностью, так как ученый установил, что углы изоморфных кристаллов не абсолютно одинаковы. Разница хоть и небольшая, но существует, поэтому требовалось повысить точность измерений. Митчерлих подготовил эскиз нового гониометра, у которого были четыре верньерных шкалы[387], позволяющих проводить измерения с точностью до 10 секунд. Его конструированием занялся известный техник Пистор. Летом 1823 года он закончил изготовление гониометра, смонтировал его в лаборатории, и Митчерлих тут же приступил к работе. Он закрепил прозрачный кристаллик исландского шпата на подставке и направил на него пучок света…

Измерения длились целый день, но вместо радости они принесли полное разочарование. Результаты утренних измерений отличались от полученных после обеда примерно секунд на 20.

— Разница совсем небольшая, но ее нельзя объяснить неточностью измерений на гониометре. Чувствительность прибора намного больше допущенной ошибки, — озабоченно размышлял Митчерлих. — Завтра же повторю опыт.

На следующий день он вновь приступил к измерениям. И на этот раз углы, измеренные утром, отличались от послеобеденных измерений на 20 секунд.

— Просто заколдованный круг. — Митчерлих собрал исписанные цифрами листы бумаги и задумался. — А между прочим, какая разница между вчерашними и сегодняшними данными? — Волнуясь, он вновь просмотрел цифры. — Удивительно! Вчерашние и сегодняшние показатели полностью совпадают между собой: и утренние, и послеобеденные. Тогда в чем же причина? — Ответ пришел внезапно. — Температура! Ну, конечно же, температура! После обеда температура выше, отсюда расширение кристаллов. Но все-таки почему меняется угол? Если расширение правильно, угол должен оставаться без изменения.

Чтобы изучить это непонятное явление — изменение углов между гранями кристаллов под действием температуры, — надо было серьезно заняться исследованием температурного расширения кристаллов. Самым большим специалистом по измерению температурных расширений был французский исследователь Пьер Луи Дюлонг.

Митчерлих выехал в Париж зимой 1823 года. Измерения по методу Дюлонга привели его к новому открытию: кристаллы исландского шпата обладают чудесным свойством — при нагревании они расширяются вдоль кристаллографической оси и сжимаются в перпендикулярном направлении.

— Это невероятно, — сказал Дюлонг при их встрече. — Все тела при нагревании расширяются.

— Кальцит тоже расширяется, — ответил Митчерлих. — Его объемное расширение при 100°С составляет 0,001961, только оно не равномерно в разных направлениях. Вдоль оси кристалла расширение при 100 °С составляет 0,00288, а в перпендикулярном направлении наблюдается сжатие порядка 0,00056.

— Вы исследовали другие минералы?

— У меня есть данные еще о нескольких минералах: о доломите, например, и магнезите.

Новое свойство кристаллов назвали анизотропией. Более года Митчерлих посвятил изучению этого явления. Параллельно он продолжал работать и над вопросом о диморфизме. Ученые категорически отвергали возможность того, что одно и то же вещество может выкристаллизовываться в двух различных системах. Весной 1826 года Митчерлих сделал открытие, которое положило конец всем спорам.

Он расплавил серу в фарфоровом тигле и оставил ее медленно остывать. Удаляя появившуюся поверхностную корку, он заметил, что образовавшиеся кристаллы почти бесцветны. Быстро перевернув тигель, он отлил оставшуюся расплавленную серу и дал кристаллам полностью остыть. На первый взгляд их симметричность была не высока. «Выглядят моноклинными», подумал ученый и приступил к определению их системы.

Моноклинные, а сера образует ромбические кристаллы. Это случайность или тоже диморфизм?..

Сомнений быть не могло. Явление, наблюдавшееся для арагонита и кальцита, не случайность. Сера тоже может кристаллизоваться в двух кристаллографических системах — моноклинной и ромбической. По-видимому, это явление обусловлено только температурой: моноклинная сера существует при более высокой температуре.

Утверждения Митчерлиха оказались правильными: вещества в зависимости от условий кристаллизации могут образовывать два вида кристаллов. Его статья, опубликованная в июле-1826 года, окончательно подытожила спор о диморфизме. Позднее учеными было установлено, что существуют вещества, которые могут образовывать и более двух видов кристаллов, поэтому сегодня это явление называется полиморфизмом.

Закон изоморфизма оказался чрезвычайно важным. Применяя его к ряду новых соединений, ученые сумели установить их состав сравнительно простым способом. Митчерлих тоже проводил подобные исследования. Он изучил соединения селена и установил, что при взаимодействии его окиси с водой образуется селеновая кислота, состав которой также был определен.

Селен был открыт Берцелиусом десять лет назад, но его соединения оставались недостаточно изученными. Митчерлих получил селеновую кислоту, но встал в тупик при попытке написать ее формулу. Анализ не давал исчерпывающего ответа. Тогда Митчерлих подверг кристаллизации раствор селената калия и получил крупные прозрачные кристаллы. Он отобрал несколько крупных кристаллов и определил их симметрию. Оказалось, что селенат калия выкристаллизовывается в той же системе, что и сульфат калия. «Если они изоморфны, то непременно должны образовывать и смешанные кристаллы», рассуждал ученый. Он насыпал в стаканчик смесь сульфата и селената калия, налил воды и подогрел, чтобы растворить их. Через несколько дней на дне стаканчика появились крупные, прозрачные кристаллы, форма которых была совершенно идентична форме кристаллов сульфата и селената калия. Анализ показал, что новые кристаллы содержат калий, селен, серу и кислород. «Раз обе соли изоморфны, то можно с уверенностью написать формулу селенат» калия — она будет аналогична формуле сульфата калия, а тогда формула селеновой кислоты идентична формуле серной», — мысленно заключил ученый.

Закон Митчерлиха открывал дорогу в будущее, способствуя новым открытиям. Это поставило Митчерлиха в ряды самых крупных ученых того времени. В 1828 году его избрали членом, Лондонского королевского общества, которое в следующем году удостоило его золотой медали. Через несколько месяцев профессора Митчерлиха избрали почетным членом Петербургской Академии наук.

Успешное решение вопроса о селеновой кислоте воодушевило ученого, и он стал изучать соли многих элементов; определял систему их кристаллизации, рисовал основные формы кристаллов… Митчерлих намеревался провести подобные исследования почти со всеми известными солями и создать полный справочник. Однако ученый был нетерпелив, и до систематизации полученных данных дело никак не доходило. Едва успев закончить исследования одной соли, он тут же приступал к работе с другой. Количество данных увеличивалось с каждым днем, но они оставались в папках, а Митчерлих все не находил времени, чтобы их обработать и опубликовать.

Особенно обстоятельно он изучил соли марганцовых кислот. Применив закон изоморфизма, он установил формулу манганата калия (изоморфного сульфату калия), перманганата калия (изоморфного перхлорату калия), а затем и формулу марганцовой кислоты. Параллельно с этим он изучил сульфаты, селенаты и хроматы натрия, калия, аммония, цинка, серебра, никеля и других металлов. В начале 1833 года Митчерлих прервал исследовательскую работу по кристаллографии, чтобы высвободить время для написания учебника по химии. К этой работе он готовился очень долго, собирал материалы из научных журналов, посещал лаборатории выдающихся химиков Германии, Франции, Швеции, Англии. В учебник химии Митчерлих включил многое из своих исследований, остававшихся до того времени неопубликованными. Работа над учебником утомляла ученого, долгие часы за письменным столом иногда кончались приступом неудержимого раздражения.

Иногда он бросал все и выходил в сад, где обычно играла его дочь, а жена, устроившись в тени лип, читала или сидела за пяльцами.

— Ты опять переутомился, Эйль. Подорвешь свое здоровье, ее работай так много] — озабоченно говорила она.

— Я постоянно пребываю в угнетенном состоянии, дорогая. Не могу сидеть на одном месте и все время черкать пером. Для меня это ужасно.

— Иди сюда, Этхен, поиграй с папой и: развлеки его. Девочка радостно бежала к отцу.

— Покачай меня на качелях, папа…

В кругу семьи Митчерлих забывал свою усталость и вновь возвращался в кабинет. Упорство ученого брало верх: он продолжал работу над учебником.

К этому времени исследователи всерьез начали интересоваться органической химией. После знаменитой работы Вёлера идея о «жизненной силе» постепенно теряла своих сторонников, и теперь ученые делали попытки осуществить синтез других органических веществ.

Митчерлих не остался в стороне от этой новой, только что зарождающейся области химии. Он изучал этерификацию этилового спирта уксусной кислотой и высказал предположение, что роль серной кислоты состоит в том, чтобы облегчить протекание процесса. Ученые знали и другие подобные реакции, которые несколько позже Берцелиус назвал каталитическими.

Подвергнув нагреванию смесь окиси кальция и бензойной кислоты, Митчерлих получил сильно летучую жидкость. Она обладала характерным запахом. Это был бензол. Обработав его концентрированной серной кислотой, он получил бензолсульфокислоту, а действуя азотной кислотой — нитробензол.

После открытия бензола[388] Митчерлих продолжил опыты, связанные с получением других производных бензола. В результате упорной и продолжительной работы ему удалось получить гексахлорбензол и бензофенон — соединения, играющие важную роль в органической химии. Этерификацией щавелевой кислоты этиловым спиртом Митчерлих получил этиловый эфир щавелевой кислоты[389].

В 1844 году он установил существование двух изомерных форм винной кислоты, обладающих различными оптическими свойствами.

Работа в области органической химии не ослабила интерес Митчерлиха к процессам минералообразования. В основном его привлекали вулканические минералы. Быть может, причиной тому были надолго оставшиеся в памяти медеплавильные заводы в Фалуне, а возможно, таинственный конус Везувия, покоривший ученого во время его пребывания в Неаполе.

Митчерлих стал изучать природу вулканов и связанные с ними процессы. Обычно в конце каждого семестра он заканчивал свои лекции коротким описанием геологической структуры земли и перемен, наступивших на ее поверхности. В летнее время Митчерлих отправлялся обычно в экспедиции[390]. Особенно часто он бывал у горы вулканического происхождения Эйфель.

Кроме геологических исследований, Митчерлих сделал попытки синтезировать в лабораторных условиях многие минералы. Смешивая в определенных пропорциях окись железа, окись алюминия, двуокись кремния, окись магния и другие, ему удалось получить расплавы, которые при охлаждении кристаллизовались и образовывали минералы, идентичные природным. В сотрудничестве с французским ученым Бертье он синтезировал диопсид, везувиан, пироксены и многие другие минералы..

В результате исследований Митчерлих разработал целую теорию, объясняющую происхождение вулканов и причины их: извержений, а также образование минеральных источников.

Последнюю экспедицию на Эйфель он провел летом 1861 года. В Берлин ученый вернулся в сентябре. Он был уже болен. Пришлось оставить на время работу в лаборатории и лекции.

— Вам нужен полный покой, профессор Митчерлих, — советовали ему врачи. — Уезжайте куда-нибудь подальше от Берлина. Близость к университету всегда будет соблазнять вас зайти в лабораторию.

Митчерлих отправился к дочери, которая вышла замуж за профессора Буша и жила в окрестностях Бонна. Ее неустанные заботы, свежий воздух и тишина быстро вернули силы ученому.

— Мне надо вернуться в Берлин, — сказал как-то Митчерлих дочери. — Ведь приближается октябрь. Меня ждут студенческие аудитории.

— Не делай этого, отец. Ты едва окреп. По-моему, тебе не надо больше работать. Оставайся у нас и отдыхай спокойно.

— Сидеть сложа руки? Это погубит меня. Я не могу жить без университета и моей лаборатории.

Осенью 1862 года Митчерлих начал снова читать лекции, а уже в середине декабря он слег в постель: сердце не выдержало непосильной нагрузки. Митчерлих вынужден был выехать, в Шенберг.

28 августа 1863 года он умер в Берлине.