Берцелиус занялся приведением в порядок коллекции с особенным усердием и интересом. В то время уже существовали классификации, предложенные Ренэ Жюстом Гаюи, Гаусманом и другими учеными-минералогами. Согласно этим классификациям, очень часто два совершенно различных по химическому составу элемента ставили рядом, а близкие по составу минералы относили к различным группам. Естественно, требовалась новая, более совершенная классификация.
Берцелиус начал изучать минералы. Наряду с минералогическим исследованием он проводил и полный количественный анализ. С самого начала он установил, что большая часть минералов содержит «кремневое вещество» (кремнезем). Связываясь с другими окислами металлов, это вещество образует соединения, которые входят в состав минералов. «Кремневое вещество» играет огромную роль при минералообразовании. Содержащие его минералы Берцелиус назвал силикатами («силекс» по-латыни — «кремень»). Берцелиус установил, что соотношение остальных окислов металлов с «кремневым веществом» в силикатах различное — 1:1, 1:2, 1:3… В соответствии с этим он разделил силикаты на три большие группы. Для удобства он рассматривал каждый минерал как бы составленным из определенного числа окислов, связанных между собой в соответствующих пропорциях. Этот способ выражения состава минералов используют и ныне в минералогии и петрографии.
Свои результаты исследований минералов он опубликовал в 1814 году в статье, где впервые предлагал новую, чисто химическую классификацию минералов. Работа вызвала огромный интерес, и ее сразу перевели на английский и немецкий языки.
В том же году он опубликовал и первую таблицу атомных весов, которая явилась результатом его восьмилетней исследовательской работы.
Берцелиус продолжал заниматься минералогией и в дальнейшем. Побудил его вернуться к этому владелец шахт в Фалуне Юхан Готтлиб Ган[349], который зашел как-то к Берцелиусу по Делу.
Ган лет сорок назад впервые выделил металл, который ныне называют марганцем. У него была собственная лаборатория, в которой он проводил химические исследования минералов.
Ган говорил размеренно, прислушиваясь к каждому произнесенному им слову:
— Вот уже год как я работаю с кварцевой жилой, но она остается для меня загадкой. Не поддается да и только.
— Чем же она так интересна? — спросил Берцелиус.
— Я убежден, что она содержит незнакомый минерал, а быть может, и новый элемент. Но, видимо, годы берут свое, и я уже не могу работать один, да и методы мои, судя по результатам, несовершенны. Эта задача только вам по силам, Берцелиус. Займитесь анализами.
— Ну что ж, давайте вместе изучать кварцевую жилу, господин Ган.
Через несколько дней они выехали в Фалун, где находилась великолепно оборудованная лаборатория Гана. Ган проводил анализ вещества в пламени паяльной трубки. Это была маленькая стеклянная трубка, изогнутая с одного конца под прямым углом. Этот конец Ган вносил в пламя спиртовой лампы и равномерно дул в другой конец. Воздушная струя отклоняла пламя и направляла его на кусочек древесного угля. В маленькое углубление в угле Ган помещал смесь порошкообразного минерала, соды и селитры. Под действием высокой температуры, а также соды и угля происходили изменения, по которым можно было судить о составе минералов.
Это был так называемый сухой анализ. Берцелиус усвоил этот удобный и незамысловатый способ работы. Параллельно с исследованиями, которые имели целью определить содержащиеся в жиле элементы, они начали анализ мокрым способом. Самые большие затруднения вызвало «кремневое вещество». Чтобы отделить его от остальной части пробы, им пришлось долго обрабатывать ее концентрированной соляной кислотой, отфильтровывать нерастворимый остаток, повторяя эту операцию несколько раз.
Недели упорной и напряженной работы — и одна за другой были определены составные части кварцевой жилы. Оставалось неразгаданным лишь одно вещество, по свойствам не похожее ни на одно соединение из известных тогда элементов. Это был белый порошок, который с водой соединялся, как негашеная известь, то есть с выделением тепла. Но окисью кальция это соединение не было, так как полученное студнеобразное вещество не растворялось в воде. На воздухе оно медленно высыхало, превращаясь в твердую, подобную фарфору, массу.
— В воде не растворяется, но, смешиваясь с ней, придает среде отчетливо выраженную щелочную реакцию, — отметил Берцелиус.
— Следовательно, мы имеем дело с основным окислом, — заметил Ган.
— Да, но это окисел незнакомого нам металла. Свойства его предположительно близки к свойствам кальция и алюминия, однако все это требует проверки.
С помощью паяльной трубки и угля им не удалось получить зерна металла.
— А может, нагревания недостаточно? Попробуем применить другой способ.
Исследователи неоднократно изменяли условия опытов, пытаясь выделить кислород из окисла и получить чистый металл, но безуспешно.
— Этот металл непобедим подобно богу-громовержцу Тору. — Берцелиус засмеялся. — Назовем его торием.
Но то, что открыли оба исследователя, не было торием. Тринадцатью годами позже, в 1828 году, Фридрих Вёлер успешно восстановил этот окисел и назвал полученный металл иттрием[350]. И в том же году Берцелиус открыл в норвежском минерале, присланном в его лабораторию для анализа, другой новый элемент, который и назвал торием[351].
Закончив работу в Фалуне, Берцелиус приступил к составлению учебника по химии, который был опубликован в 1816 году в трех томах. Почти одновременно печатались и его переводы на французский и немецкий языки. Еще при жизни Берцелиуса только в Швеции учебник выдержал пять изданий. Это был самый полный, самый систематизированный и самый популярный учебник химии, по которому в течение более трех десятилетий обучались сотни молодых химиков.
Несмотря на разницу в возрасте, Ган и Берцелиус стали большими друзьями. Старый ученый часто заходил в лабораторию своего молодого коллеги и любовался мастерством, с которым Берцелиус проводил опыты.
— Восхищаюсь тобой, Йене. Я всегда мечтал иметь такого сына. Ох, какой силищей мы были бы вместе, но…
— Милый, добрый Ган, ты сделал для науки все, что было в твоих силах. И за это мир благодарен тебе.
— Человек никогда не бывает доволен собой. Всегда хочется сделать больше, чем ты смог. Вот и сейчас — нет мне покоя. Андерсон, обанкротившись, решил продать свою фабрику. Если бы у меня был такой сын, как ты, я, не раздумывая, купил бы ее. На ней производят самые различные химикаты: серную кислоту, уксус, белый свинец[352] и многое другое.
— Я ничего не слышал о случившемся. Но как же все-таки разорился Андерсон? Ведь фабрика работала бесперебойно и давала доход.
— Послушай, Йене. Купим фабрику вместе? Я буду вести дело, а ты консультировать.
Берцелиус задумался. А может, действительно стоит купить фабрику? Это принесет ему дополнительные доходы, необходимые для его научной деятельности.
Новые владельцы быстро привели расстроенные дела в порядок, и работа наладилась. Берцелиус посещал фабрику редко, но Гаи бывал там неотлучно.
Цех по производству серной кислоты работал нормально, однако в двуокиси серы содержались какие-то примеси, потому что в камерах накапливался красно-бурый илистый осадок, который время от времени приходилось выбрасывать. Сваленный в кучу, этот осадок постепенно высыхал, превращаясь в рыхлую, похожую на глину массу. Берцелиус взял маленький комочек осадка, чтобы исследовать его в лаборатории с помощью паяльной трубки на угле. Как только вещество нагрелось, над углем стали появляться маленькие голубоватые язычки пламени, а потом потянулся вверх белый дымок. По всей лаборатории распространился неприятный запах.
— Неужели это сера? Вещество горит, подобно сере, но откуда белый дым? Ведь двуокись серы — газ бесцветный.
