Но затем число вновь открытых редких земель стало катастрофически увеличиваться. Из разных стран начали поступать сведения об открытиях все новых и новых редкоземельных элементов. О том, чтобы разместить все их в периодической системе, не могло быть и речи: за период 1879–1906 годов их появилось около ста! Правда, потом выяснилось, что большинство этих открытий ложно, но все же к 1906 году ученые твердо установили, что 13 редкоземельных элементов действительно существуют. Это подтверждалось многократными, тщательными и беспристрастными исследованиями. Но никто не мог с уверенностью сказать, сколько же должно быть этих элементов-близнецов и как найти им место в периодической системе. А поскольку периодический закон не мог ответить на эти вопросы, то вновь возникло сомнение в его справедливости.
Менделеев ждал решения загадки от своего друга, чешского ученого Богуслава Браунера, который давно уже работал над этой проблемой.
Браунер был одним из тех ученых, кто сразу и до конца поверил в периодический закон. Всю свою жизнь он посвятил химии редких земель, и потому не удивительно, что именно он ближе всех подошел к разгадке тайны редкоземельных элементов, когда предлагал выделить их в совершенно отдельную группу и поместить в одной большой клеточке периодической системы. Но это была только догадка, не подтвержденная никакими фактами. Кризис продолжался. И даже углубился после того, как к списку проблем, еще не решенных периодическим законом, добавилась загадка радиоактивных элементов.
Было время, когда непонятное явление — радиоактивность — казалось легким облачком, омрачавшим ясный небосвод химии и физики, добившихся к концу XIX — началу XX века выдающихся успехов. Но время шло, и облачко превратилось в огромную тучу, закрывшую все небо. И только тут стало ясно, что человек коснулся одной из самых сокровенных тайн природы, загадка которой разрушит все прежние представления о строении вещества и в то же время даст основу для истинно научного знания. Итак, что же это за новая загадка?
Явление радиоактивности было открыто в 1896 году, когда обнаружилось, что уран, самый тяжелый из всех известных в то время элементов, обладает удивительной способностью испускать особые, невидимые лучи. Несколько позже выяснилось, что точно таким же свойством обладают вновь открытый элемент актиний и давно известный торий. Затем в 1898 году из урановой руды были выделены два элемента, радиоактивность которых была во много раз сильнее, чем у урана. Это были радий и полоний. Однако потом число радиоактивных элементов выросло настолько, что некоторые из них стали называть просто буквами латинского алфавита с прибавлением названия элемента, из которого они были получены. Например, радий A, торий B, уран Z, актиний X и т. п.
Число вновь открытых радиоактивных элементов продолжало расти, а места для них, как и для редкоземельных элементов, в периодической системе не было. А тут еще выяснилось, что многие из них по своим химическим свойствам совершенно аналогичны уже известным элементам. Так, радиоактивные уран-икс-первый (UX1), ионий, радиоторий, уран-игрек (UY) и радиоактиний обладали теми же свойствами, что и торий. Следовательно, они все имели полное право находиться в одной клеточке периодической системы. Мезоторий-первый (MsTh1), торий-икс (ThX) и актиний-икс (AcX) претендовали на «жилплощадь» радия. Причем если редкоземельные элементы удавалось все же отделить друг от друга, то отделить, например, торий-икс от радия или торий от иония при помощи химических операций было невозможно.
В клеточках периодической системы становилось тесновато. Ну, положим, поместить их в одну клеточку можно, но как же быть с атомными весами? Выходит, тогда нужно примириться с фактом, что некоторые элементы с разными атомными весами попадут в одну клеточку, а с одинаковыми атомными весами — в разные. Это ли не опровержение периодического закона?
Вспомнилось, кстати, несоответствие между атомным весом и положением в периодической системе таких элементов, как калий К, и аргон Ar; кобальт Co, и никель Ni; йод J, и теллур Te. Обратите внимание: в периодической системе более тяжелые Ar, Co и Te предшествуют легким К, Ni и J, когда, казалось бы, должно быть наоборот. И если раньше можно было думать, что атомные веса этих элементов определены неверно, то теперь на это не приходилось рассчитывать. К 1906 году многочисленными исследованиями было твердо установлено, что K легче Ar, Ni легче Co, a J легче Te.