Занимательно о химии - Лев Власов

Такова идея. Было бы ошибкой не верить в то, что она осуществится. Ибо такова жизнь.

Когда это случится, неизвестно. Но случится. Человек одержит великую победу над природой, быть может, самую большую за всю свою историю.

Он научится управлять радиоактивностью. Неустойчивые элементы сумеет сделать устойчивыми. И наоборот, заставит распадаться самые что ни на есть прочные ядра.

Эту гипотезу пока не взяли на вооружение авторы научно-фантастических романов. А ученые все еще недоуменно пожимают плечами: сейчас они еще не видят практических и теоретических путей к обузданию радиоактивной стихии.

Но мы убеждены, что когда-нибудь эти пути будут найдены. Пусть самым неведомым способом. Таким же неведомым, как атомная электростанция для питекантропов, как метко выразился однажды автор одной научно-популярной книги.

Предположим: желаемое, наконец, осуществилось. Тогда синтез сверх тяжелых элементов перестанет быть проблемой. Ученые получат в свое распоряжение десятки новых обитателей Большого дома. Химики яростно примутся за их изучение.

И столкнутся с неожиданным.

Впрочем, «неожиданным» не совсем то слово. В чем эта неожиданность будет заключаться, известно даже сейчас.

Можем ли мы предсказать свойства, ну, скажем, уже упомянутого элемента номер 126?

Да, и без особого труда.

Вообще-то говоря, мысленно продолжать периодическую систему при желании можно сколь угодно далеко. Ведь физический принцип ее построения в общем и целом ясен. Одному из авторов этих строк некий умелец демонстрировал таблицу, содержащую тысячу элементов. На законный вопрос: «А почему, собственно, тысячу, а не две или не десять?» — «изобретатель» смущенно ответил: «Да, понимаете, бумаги не хватило…»

Но это из области курьезов. Про сто двадцать шестой элемент мы можем сказать совершенно серьезно и определенно: он будет относиться к новому семейству элементов, семейству поразительному. Такого химики еще не видывали.

Семейство начнется у элемента номер 121. И все его восемнадцать членов будут похожи друг на друга несравненно больше, чем наши старые знакомые лантаноиды. Странные жители Большого дома станут различаться между собой едва ли в большей степени, чем изотопы одного и того же элемента.

И все потому, что в атомах элементов этого семейства происходит заполнение четвертой снаружи оболочки, а три внешние устроены совершенно одинаково. Какой хоть сколько-нибудь заметной разницы химических свойств можно ожидать в этом случае?

Один из рассказов мы назвали «Четырнадцать близнецов». Если бы мы решили описать свойства предполагаемого семейства, то, право же, над заголовком пришлось бы поломать голову. «Восемнадцать абсолютно одинаковых» или «Восемнадцать — и все на одно лицо». Ведь слово «близнецы» здесь, как любят говорить физики, «не работает».

Но наша книга не научно-фантастическое произведение. Воздержимся от конкретных характеристик. Подождем лучших времен…

Да, еще проблема: как разместить в периодической системе восемнадцать «абсолютно одинаковых»?

Честно скажем: отчетливо мы себе это не представляем. Тем более что до сих пор не утихают споры о месте лантаноидов и актиноидов, а это все же дело более простое.

Мы желаем тебе, читатель, долгой жизни. Но полагаем, однако, что, когда вопрос о месте восемнадцати в Большом доме приобретет практический интерес, тебя уже не будет на свете. А вот твоим потомкам, близким ли, далеким, им-то уж наверняка придется искать ответ.

Один чудак, когда ему рассказали о звездах, о том, как они устроены и почему светят, воскликнул: «Это я все понимаю! А каким образом астрономы узнали, как различные звезды называются?»

Звездные каталоги насчитывают сотни тысяч «окрещенных» небесных светил. Но не думайте, что для всех придуманы звучные имена вроде «Бетельгейзе» или «Сириус». Для обозначения звезд астрономы предпочитают пользоваться своеобразным шифром — комбинацией букв и цифр. Иначе нельзя. Иначе запутаешься. А по шифру специалист легко определит, в каком месте небосвода звезда находится и к какому спектральному классу принадлежит.

Химических элементов несравненно меньше, чем звезд. Но и здесь за названиями скрываются волнующие истории открытий. И нередко химик, найдя новый элемент, вставал в тупик: как же «окрестить» «новорожденного»?

Важно было придумать название, которое хоть что-то говорило о свойствах элемента. Это, если хотите, деловые имена. От них не веет романтикой. Например, водород (по-гречески «рождающий воду»), кислород («рождающий кислоты»), фтор («разрушающий»), фосфор («несущий свет»). В названиях запечатлелись важные свойства элементов.

Некоторые элементы наименованы в честь планет солнечной системы — селен и теллур (от греческих слов «Селена» — Луна и «Теллурис» — Земля), уран, нептуний и плутоний.

Кое-какие названия заимствованы из мифологии.

Вот тантал. Так звали любимого сына Зевса. За преступление перед богами Тантал был сурово наказан. Он стоял по горло в воде, и над ним свисали ветви с сочными, ароматными плодами. Но едва он хотел напиться, как вода утекала от него; едва желал утолить голод и протягивал руку к плодам — ветви отклонялись в сторону. Пытаясь выделить элемент тантал из руд, химики перенесли не меньшие муки, прежде чем терпение их было вознаграждено…

Титан и ванадий — их название тоже следствие влияния греческих мифов.

Известны элементы, чьи имена даны в честь различных государств или стран света. Например, германий, галлий (Галлия — старинное название Франции), полоний (в честь Польши), скандий (в честь Скандинавии), франций, рутений (Рутения — латинское название России), европий и америций. А вот элементы, названные в честь городов: гафний (в честь Копенгагена), лютеций (так в старину именовали Париж), берклий (в честь города Беркли в США), иттрий, тербий, эрбий, иттербий (их имена происходят от Иттерби — маленького городка в Швеции, где впервые был обнаружен минерал, содержащий эти элементы).

Наконец, в названиях элементов увековечены имена великих ученых: кюрий, фермий, эйнштейний, менделеевий, лоуренсий.

Только имя одного искусственно полученного элемента — сто второго — до сих пор еще не внесено в метрику.

О происхождении названий элементов древности до сих пор спорят ученые, и неясно окончательно, почему, скажем, сера называется серой, железо — железом, олово — оловом.

Видите, сколько любопытного в «святцах» химических элементов.

Змея, кусающая свой хвост

Почти все, что окружает нас на Земле, состоит из химических соединений. Из самых разнообразных сочетаний химических элементов.

Лишь ничтожная доля земной материи предстает в виде элементарных веществ: благородные газы, платиновые металлы, углерод в различных формах — вот, пожалуй, и все.

Возможно, в очень отдаленные времена тот сгусток космической материи, из которой в конце концов, образовалась наша планета, состоял целиком из одних лишь атомов почти сотни химических элементов. Шли столетия, тысячелетия, миллионы лет. Менялись условия. Атомы взаимодействовали друг с другом. Начала свою работу гигантская химическая лаборатория природы. Природа-химик в течение долгой своей эволюции научилась готовить самые разнообразные вещества. От простейшей молекулы воды до бесконечно сложных белков.

Эволюция земного шара и жизни на нем во многом обязана химии.

Ибо все многообразие химических соединений возникло благодаря процессам, называемым химическими реакциями. Они подлинная душа науки химии, ее главное содержание. Невозможно даже приблизительно подсчитать, сколько химических реакций происходит в мире, скажем, в течение всего лишь одной секунды.

Чтобы человек мог произнести, например, слово «секунда», в его мозгу должны совершиться многие химические процессы. Мы говорим, думаем, радуемся, печалимся — и за всеми этими действиями скрываются миллионы химических реакций. Они проходят для нас незримо, но огромную массу химических взаимодействий мы наблюдаем ежедневно, походя, совершенно не вдумываясь в их содержание.

…Бросили в крепкий чай кружочек лимона — и цвет напитка бледнее, чиркнули спичкой — и загорелся деревянный стержень, дерево превратилось в уголь.

Все это химические реакции.

Первобытный человек, который научился разжигать костер, был и первым химиком. Он по своему желанию осуществил первую химическую реакцию — реакцию горения. Самую нужную, самую важную в истории человечества.

Она давала нашим далеким предкам тепло, обогревала их жилища в холодные дни. В наше время она открыла путь в космос, подняв в небо многотонные ракеты. Легенда о Прометее, подарившем людям огонь, в то же время и легенда о первой химической реакции.