Содди, Фредерик

(1877-1956) английский химик

Фредерик Содди родился в английском городке Истборн, в семье преуспевающего торговца. Мальчику было всего два года, когда умерла его мать. Отец вскоре женился вторично, и Содди вырастила его сводная сестра.

Еще в колледже у Фредерика проявился интерес к науке. Преподаватель химии заметил юношу и посоветовал ему учиться дальше. Фредерик решил поступать в Оксфордский университет, но для этого требовалась хорошая подготовка.

В течение целого года Содди занимался в университетском колледже Уэллса в Эберстуите. Он подготовился так хорошо, что не только был принят в Мертон-колледж Оксфордского университета, но и получил научную стипендию.

В 1898 году он закончил университет, получив диплом с отличием. Юношу оставили в аспирантуре, и в течение двух последующих лет он проводил в Оксфорде самостоятельные химические исследования, а после защиты диссертации получил степень доктора философии.

В 1900 году Содди женился на Уинифред Бейллой, которая родила ему троих детей. Однако в Англии он так и не смог найти место для работы. Поэтому отправился в Канаду и по приглашению Э. Резерфорда занял должность ассистента профессора химии в Макгиллском университете в Монреале, где совместно с известным ученым начал работу по решению проблемы радиоактивности.

Резерфорд и Содди разработали теорию распада радиоактивных элементов, в соответствии с которой несколько самых тяжелых элементов обретают устойчивость, выбрасывая небольшие единицы массы, заряда и энергии из своих ядер в виде альфа-, бета- и гамма-излучений. Исследователи предсказали, что в процессе радиоактивного распада должны образовываться другие элементы.

В 1903 году Содди возвратился в Англию и стал работать с У. Рамзаем, продолжая в то же время исследования в Университетском колледже в Лондоне. Занимаясь изучением радиоактивного распада радия, он экспериментально доказал, что в его результате образуется гелий. Это был первый документально подтвержденный случай образования одного элемента из другого.

На следующий год Содди пригласили в университет Глазго. Там он начал читать лекции по физической химии и радиоактивности, одновременно продолжая научные исследования.

Проведя ряд экспериментов, Содди показал, что радий образуется в результате постепенного распада атомов урана. Ученый выдвинул предположение, что в ходе этого превращения должен образовываться промежуточный элемент. Справедливость гипотезы Содди подтвердил в 1906 году американский физик Бертран Болтвуд, который назвал этот элемент ионием.

В 1910 году исследователь пришел к заключению, что «элементы с различной атомной массой могут обладать одинаковыми химическими свойствами».

В течение последующих двух лет он расширил рамки своих опытов, включив в них нерадиоактивные элементы. Содди выдвинул концепцию изотопов — атомов одного и того же элемента, которые отличаются друг от друга физическими свойствами. Все изотопы одного элемента занимают в периодической таблице одно и то же место, но обладают разной атомной массой.

Период работы в университете Глазго был для ученого весьма продуктивным. Именно в это время Содди сформулировал закон радиоактивного смещения. Ученый утверждал, что при излучении альфа-частиц происходит превращение одного элемента в изотоп другого элемента, расположенного на два места ниже в периодической таблице, а бета-излучение вызывает смещение на одно место выше.

Правило смещения позволяло предсказывать последовательность распада многих радиоактивных элементов. На основе того или иного вида излучения исследователи могли определять образующиеся элементы и включать их в периодическую таблицу.

Сделанные Содди открытия имели фундаментальное значение для химии. Согласно традиционной химической теории, атомные массы элементов должны были выражаться целыми числами. Экспериментальные же данные во многих случаях показывали незначительные отклонения -— именно теория изотопов позволила объяснить такие явления.

Когда началась Первая мировая война, Содди ушел из университета Глазго и занял должность профессора химии в Абердинском университете. Война заставила его прервать осуществление намеченной программы исследований, и все же ему удалось подтвердить два прогноза, вытекавших из закона радиоактивного смещения. Проследив происхождение элемента актиния, Содди доказал, что обычный свинец фактически представляет собой смесь изотопов.

В 1919 году он переехал в Оксфорд и стал профессором неорганической и физической химии в Оксфордском университете, модернизировал университетскую лабораторию и превратил ее в современное научное учреждение.

В 1920 году Содди предсказал, что изотопы можно использовать для определения геологического возраста горных пород и окаменелостей, поскольку известна скорость их радиоактивного распада. В конечном счете его идея привела к появлению метода датирования с помощью углерода-14. Но это было сделано лишь через двадцать лет американским химиком У. Либби.

В 1921 году Содди была присуждена Нобелевская премия «за вклад в химию радиоактивных веществ и за проведенное им исследование природы и происхождения изотопов». В нобелевской лекции он оценил свой труд как всего лишь «небольшую часть той новаторской работы во многих областях», которая была проведена учеными за последние 20 лет. Содди также выразил благодарность Резерфорду за то, что тот приобщил его к проблемам радиоактивности в самом начале его научной карьеры, когда он работал в Монреале.

Помимо Нобелевской премии, Содди была присуждена премия Станислао Канниццаро Итальянской национальной академии наук. Ученый был избран членом многих научных обществ, в том числе АН СССР.

После получения Нобелевской премии Содди постепенно отошел от активных научных исследований в области химии. Он стал заниматься экономической, социальной и политической теорией, написал несколько книг на эти темы. Ученый также заинтересовался теоретическими проблемами математики.

Но наибольшую известность Содди приобрел благодаря вкладу в теорию строения атома. Предвидя потенциальное значение использования атомной энергии в мирных целях, в последние годы жизни ученый проявлял глубокую озабоченность в связи с появлением атомного оружия и гонкой ядерных вооружений. Содди призывал коллег взять на себя ответственность за социальные последствия проводимых научных исследований.

В 1936 году он неожиданно потерял жену. Ее смерть была настолько сильным потрясением, что он не смог продолжать работу. В возрасте 59 лет Содди вышел в отставку с должности профессора Оксфордского университета и переехал в Брайтон. Он поселился в небольшом доме, где и умер в 1956 году.