Текст книги "Путешественники-невидимки"

Автор книги: Белла Дижур

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 6 страниц)

– Смотри же, не обожгись, – напутствовала его учительница, – неси осторожно…

Но, к сожалению, воспользоваться плавиковой кислотой Сене так ж не пришлось. Весь вечер у них в комнате сидели гости, на следующий день мать отправила его на рентген в поликлинику, затем началась предотъездная суета – собирались в пионерский лагерь. И Сеня решил, что закончит картину позднее, вернувшись из лагеря.

Банку с кислотой он завернул в две газеты, налепил на неё этикетку, где были нарисованы череп и две скрещенные кости, и поставил на подоконник.

А матери и сестре небрежно сказал:

– Вы тут у меня не трогайте. Приеду – картину нарисую.

Но никто и не интересовался Сениной банкой. В семье привыкли к его постоянным затеям и не очень в них вникали.

Вскоре после Сениного отъезда в лагерь, уехали в деревню его мать и сестра.

А когда возвратились и мать вошла в комнату, ей бросились в глаза матовые стёкла в окне.

В первую минуту ей показалось, что окно очень запылилось. Но так как отмыть его не удавалось, да к тому же в комнате стоял неприятный запах, мать заподозрила, что беда произошла от Сениной «краски». А Сеня, перепуганный происшествием и строгим допросом матери, вынужден был признаться в своей вине.

Заглянув в банку, он убедился, что кислоты в ней не осталось. Она вся улетучилась. Нечем было теперь Сене «раскрасить» свою картину, зато по стеклу в их комнате все жильцы квартиры могли изучать действие плавиковой кислоты.

Трудная победа

С плавиковой кислотой учёные были знакомы давно. Знали, что её нельзя было оставлять в стеклянной посуде. Она разрушает стенки и дно банки и выливается вон, сжигая на своём пути металлические и стеклянные предметы.

Химики научились хранить плавиковую кислоту в бутылях из каучука и парафина.

Более ста лет учёные мужественно наступали на плавиковую кислоту, стараясь выведать, какой элемент в ней обладает такой разрушительной силой?

Ни с одним химическим элементом за всю историю химии не было связано столько тяжёлых и даже трагических случаев, как с тем, который заключён в плавиковой кислоте.

Даже название он получил за свои опасные свойства. Его назвали – фтор. «Фторос» – слово греческое, означающее «разрушающий». Химики хотели изучить фтор поближе, но многие из них умирали, как солдаты в бою с неравным коварным врагом. Другие до конца своих дней оставались инвалидами.

Говорят, что Гемфри Дэви тоже отравился фтором, пытаясь открыть его в плавиковой кислоте. Но ему это так и не удалось.

Только в 1886 году долгожданную победу одержал французский химик Анри Муассан.

С помощью электрического тока он разложил плавиковую кислоту на водород и другой бесцветный газ, которому дали название фтор.

Газ этот имел одуряющий запах. Самые небольшие количества его в воздухе вызывали боль в глазах, раздражение кожи и мучительный кашель.

Конечно, знакомясь с этими его неприятными особенностями, учёные вспоминали хлор, пары иода, бром… Ведь и они проявляют себя также!

А в отношении металлов фтор вёл себя ещё активнее, чем все его братья. Он соединялся с многими элементами, производя при этом взрыв или яркое накаливание. Он вытеснял хлор, иод, бром из солей и становился на их место.

Это оказался буйный брат всех уже известных науке солеродов.

Где же в природе находится фтор? Какие сложные вещества таят в себе этого опасного разрушителя?

Так же, как атомы хлора словно в шапке-невидимке скрыты в кристаллах поваренной соли, фтор живёт в минерале по имени плавиковый шпат. И, глядя на розовые, фиолетовые и прозрачные кристаллы этого редкого прекрасного камня, никому в голову не придёт, что в нём хранится буйный, всё разъедающий фтор.

Много плавикового шпата в Таджикистане, в предгорьях Тянь-Шаня, в Забайкалье. Его чудесные тона привлекали гранильщиков, и до сих пор в музеях хранятся вазы и статуэтки, вырезанные из плавикового шпата.

У плавикового шпата есть интересная особенность. Она была известна очень давно. И даже название «плавиковый» этот минерал получил благодаря своей способности придавать многим рудам легкоплавкость.

При изготовлении чугуна и стали плавиковый шпат добавляют в шихту. Он помогает рудным примесям расплавляться, они всплывают кверху в виде шлака, и их отделяют от жидкого металла.

Есть ещё один фтористый минерал, который используют в промышленности.

Называется он криолитом. Это белоснежный твёрдый камень. Родина его – ледяные берега Гренландии. Без криолита невозможно было бы выплавлять один из наиболее употребимых металлов – алюминий.

Теперь на наших химических заводах умеют получать искусственный криолит, и он помогает металлургам не хуже природного.

Но не надо думать, что фтор встречается только в виде кристаллов плавикового шпата или белоснежного криолита. Огромное количество его атомов распылено по различным горным породам, много его в почве, встречается он в воздухе и в воде.

В теле человека и животного фтор играет немалую роль. Он входит в состав эмали, покрывающей наши зубы, в состав костей. Среди растений фтором богаты лук и чечевица.

Повышенное количество фтора в воде или в воздухе приводит к хроническим отравлениям. Люди заболевают. У них начинает разрушаться зубная эмаль, кости делаются хрупкими и легко ломаются. Некоторые учёные даже утверждают, что излишек фтора, как и недостаток иода, вызывает зоб.

Таковы особенности и пути странствий деятельного члена интересной семьи химических элементов.

На этом можно было бы закончить и весь рассказ об этой семье, но он будет неполным, если не упомянуть ещё об одном химическом элементе. Его имя – астатин. Он брат хлора, брома, иода и фтора. Но судьба его совсем особенная.

До 1940 года астатин не был известен химикам. Однако этот химический элемент усиленно искали. И причиной поисков было предсказание великого русского учёного Дмитрия Ивановича Менделеева.

Задолго до того, как химики открыли астатин, Менделеев предсказал его существование.

Он утверждал, что будет открыт пятый член химической семьи, к которой относится хлор, бром, иод, фтор. И больше того, говорил, что неведомый элемент из всех своих братьев проявит наибольшее сходство с иодом. Менделеев даже дал ему название – «эка-иод».

Прошли десятки лет после смерти великого учёного, и вот элемент, похожий на иод, получен.

Правда, учёные назвали его не «эка-иод», а иначе. Астатин – значит неустойчивый. Имя это соответствует характеру элемента. Он действительно очень неустойчив! Как только ученые получат его, он тут через семь с половиной часов исчезает.

Свойства же его, как и предсказывал Менделеев, заставляют химиков считать астатин пятым членом семьи элементов-солеродов, или, как теперь их называют, – галлоидов.

До сих пор учёные не перестают удивляться уму Менделеева, проникшему в глубочайшие тайны природы, способному предвидеть то, что будет открыто лишь через десятки лет.

Кто же был этот великий предсказатель?

Рассказ четвертый
Великий предсказатель

Патриот и учёный

Дмитрий Иванович Менделеев родился в 1834 году.

Так же, как другой гениальный русский учёный Михаил Васильевич Ломоносов, он вырос вдали от столицы, на одной из суровых окраин необъятной России в семье директора Тобольской гимназии. Когда умер отец и семья осталась без средств к существованию, мать открыла небольшой стекольный завод.

Маленький Митя с детства познакомился с запахом кислот, щёлочей и мог наблюдать различные химические превращения. Часами простаивал он около стеклоплавильных печей, живо интересуясь работой стеклодувов и химиков.

Может быть, эти детские впечатления сыграли роль в развитии его будущих интересов… Когда же после окончания гимназии он попал в Петербургский педагогический институт, его любовь к химии стала совершенно очевидной, а впоследствии сделалась главным занятием жизни.

Правда, он немало пользы принёс и в развитии других наук. Он первый предложил отыскивать железные руды с помощью магнита, горячо пропагандировал разработку нефти, каменного угля, горных пород. Он поднялся на воздушном шаре, чтобы обследовать верхние слои атмосферы. Он организовал первое в России опытное поле, где показывал, как влияют удобрения на плодородие почвы; изучал промышленность и стремился к тому, чтобы увеличить в России выплавку чугуна, стали, цветных металлов.

Д. И. Менделеев.

Это был смелый, мужественный человек, справедливый и горячий патриот. Он вникал в хозяйственную жизнь своей родины, боролся за усовершенствование её производств и сельского хозяйства.

Гениальный ум Менделеева охватывал и большие вопросы практической жизни страны и глубокие теоретические проблемы науки.

Когда в пасмурный зимний день 1907 года Менделеева не стало, толпы людей пришли проводить его в последний путь.

Перед гробом Менделеева несли большую таблицу, разграфлённую на клетки. В клетках были вписаны названия химических элементов. А надпись сверху гласила: «Менделеевская таблица элементов».

Ученики Менделеева, его друзья, да и все провожавшие великого учёного, понимали, что среди множества заслуг Менделеева перед науками создание этой таблицы – заслуга величайшая.

Что же это за таблица?

В поисках закона

К середине девятнадцатого века, когда жил и работал Дмитрий Иванович Менделеев, химики знали шестьдесят три химических элемента. Были известны все их особенности: отношение к теплу, к холоду, к свету, знали, как они соединяются друг с другом, какой имеют атомный вес, где их надо искать в природе и многое, многое другое.

Чуть ли не каждый год приносил новые открытия. Трудно стало разбираться в огромном количестве разрозненных фактов, которые накопились в науке. И это беспокоило учёных.

Тревожило это и Менделеева. В 1867 году его назначили профессором химии Петербургского университета. Влюблённый в химию молодой профессор хотел так рассказать студентам о своей науке, чтобы они поняли всё её величие, всё её значение для жизни.

Готовясь к лекциям, Менделеев ещё глубже почувствовал, какой хаос царит в химии.

Не было ничего, что объединяло бы разрозненные сведения об элементах.

Правда, уже было известно, что такие элементы, как фтор, бром, хлор, иод, составляют как бы единую семью. Также объединялись в родственную группу металлы калий, натрий и похожий на них литий.

Но Менделеева это не удовлетворяло.

«Установить, что существуют родственные группы химических элементов, ещё мало! – думал он. – Надо найти общую связь между всеми ими».

Почему одни больше похожи друг на друга, а другие резко различаются? Нет ли тут какого-то закона, которому все они подчинены?

Позднее, в письмах к сыну, Менделеев рассказывал об этих своих размышлениях.

Оказывается, ещё в студенческие годы он задумывался над тем, какое свойство элементов надо признать основным, общим для всех.

Может быть, цвет? Нет, это признак ненадёжный. Есть химические элементы, меняющие свой цвет: то он жёлтый, то он красный. Например, фосфор. Что же делать с такими?

А если запах? В этом случае тоже будет немало затруднений. Многие химические элементы не имеют никакого запаха…

Одним словом, ни цвет, ни запах, ни отношение к электричеству или теплу, к свету или холоду – не могли служить для этого дела.

Менделеев нашёл другой признак! Это – атомный вес элемента.

Атомный вес имеют все химические элементы: и окрашенные и бесцветные, и газы и твёрдые тела, и те, которые хорошо проводят электричество, и те, которые его совсем не проводят.

Размышляя над свойствами элементов Дмитрий Иванович увидел, что все они находятся в зависимости от атомного веса.

Что же такое атомный вес?

Когда жил Менделеев, учёные ещё не умели определять настоящего веса атомов. Впервые это сделали через год после его смерти.

Особыми очень точными способами определили, что атом водорода, например, весит 0, 000 000 000 000 000 000 000 001 66 грамма, а кислорода – 0, 000 000 000 000 000 000 000 027 грамма.

Но попробуй-ка пользоваться такими ничтожно маленькими величинами! Это крайне неудобно. Вот почему химики и теперь их не употребляют. Учёные уже давно условились принять за единицу измерения атомный вес самого лёгкого химического элемента – водорода. А все остальные атомные веса сравнивали с ним. Например, определили, что атомный вес натрия – 23. Это значило, что атом натрия в двадцать три раза тяжелее атома водорода.

Сосчитали, что атомы хлора в тридцать пять раз тяжелее водородных, а атомы химического элемента урана (самого тяжёлого из всех, которые были известны при Менделееве) – в двести тридцать восемь раз.

Но современная химия узнала так много нового о химических элементах, что старое определение атомного веса пришлось пересмотреть. И теперь за единицу измерения принимают не атомный вес водорода, а ¹/₁₆ атомного веса кислорода. По этой величине перечислили атомные веса всех химических элементов.

В девятнадцатом веке расчёты были не так точны. Сопоставляя свойства элементов с их атомными весами, Менделеев обнаружил несколько ошибок в вычислениях.

И прежде чем выводить какие-то общие законы, пришлось исправить эти ошибки… Постоянно думал он о своих элементах.

«Я искал это обобщение, – пишет Менделеев, – с помощью усидчивого труда во всех возможных направлениях… Я пересмотрел массу источников, сопоставлял огромный материал…»

Изучая элементы от самого лёгкого – водорода до самого тяжёлого – урана, Менделеев после долгих трудов увидел то, чего никто из учёных до сих пор не наблюдал.

Оказалось, что свойства химических элементов, расположенных по атомному весу, периодически повторяются.

Например, атомный вес лития – 7. Это лёгкий серебристый металл, который не может жить на открытом воздухе, взрывается на воде, образует щёлочи. Через некоторый промежуток от лития находится натрий. А ведь мы уже знаем, что у него почти такие же свойства. Атомный вес натрия – 23. Через такой же определённый промежуток стоит калий с атомным весом 39, похожий на натрий…

Такая же закономерность обнаружилась в положении фтора, хлора, брома и иода.

И другие химические элементы, схожие между собой, также располагались на совершенно определённых расстояниях друг от друга.

Менделеев с радостью увидел, что периодические повторения разбивают построенный им ряд элементов на несколько отчётливых родственных групп. Чтобы облегчить свой труд и сделать его более наглядным, Менделеев приготовил из картона шестьдесят три карточки и выписал на них все известные тогда химические элементы. На каждой карточке под названием элемента он записал атомный вес и все остальные его свойства.

«Это был, – как он пишет, – заключительный аккорд, итог всего предыдущего труда».

Расположив карточки в порядке возрастания атомного веса, Менделеев получил несколько групп химических элементов. Так объединились все щелочные металлы. Нельзя было больше считать случайностью семейное сходство между фтором, бромом, иодом и хлором.

Эти элементы, как и все остальные, подчинялись строгому закону природы. Он получил название периодического закона.

В сложном хозяйстве природы вечно существовал этот железный порядок, но до Менделеева его никто не увидел.

Нашлись у Менделеева противники. Они пытались доказать, что Менделеев фантазирует, выдумывает несуществующие законы. А когда множество фактов подтвердило верность взглядов русского учёного, появились люди, желающие приписать себе честь открытия периодического закона.

В одной из книжечек иностранного учёного излагалась сущность периодического закона. Автор сообщал, что не Менделеев его открыл, а он, этот учёный. Менделеев прочёл эту книжку и возмутился:

– Очень дикое переложение моего закона!

Он доказывал своё первенство не из честолюбия. Ему хотелось отстоять честь русской науки!

И Менделеев вышел победителем из этой борьбы. Его противники сдались, почувствовав свою неправоту, слабость своих доказательств.

Открыв периодический закон, Дмитрий Иванович Менделеев определил место каждому элементу. Он построил особую таблицу, которая носит его имя: Менделеевская таблица химических элементов.

В клеточках этой таблицы расположились элементы. Учёный словно выдал каждому элементу документ с точным указанием всех его примет и особенностей.

Некоторые клеточки в таблице остались пустыми.

– Здесь, – говорил Менделеев, – встанут те химические элементы, которые ещё не открыты…

Он заранее вычислил их атомные веса, описал их вид и сообщил все свойства.

Это было не колдовство, не гадание на картах. Это было научное предвидение, основанное на точном знании закона природы.

Ведь каждый предсказанный им элемент существовал не сам по себе, а как член какой-то определённой «химической семьи», как член всего ряда химических элементов. Он, этот ещё не открытый, но существующий элемент, тоже подчинялся периодическому закону.

А это значит, что «семейные» свойства в нём зависели от того, между какими элементами в общем строю находится его место.

Случай с предсказанием астатина не единственный. Ещё при жизни Менделеева химики открыли предсказанные им несколько элементов. Сам он не надеялся, что это произойдёт при его жизни.

Но, к счастью, наука его порадовала.

В 1906 году он писал:

«Я не думал, что доживу до оправдания следствия периодического закона. Но действительность ответила иначе. Описаны были мною три элемента… Не прошло 20 лет, как я имел уже величайшую радость видеть все три открытыми.»

Более восьмидесяти пяти лет прошло с тех пор, как Менделеев создал свою таблицу. За это время во многих областях науки свершились целые революции. Подверглись изменениям и химия и физика. Но ни одна из научных революций не поколебала периодического закона.

Наоборот, всякое новое открытие вновь его укрепляло.

Учёные открыли за эти годы много новых элементов, и все они разместились в пустых клетках Менделеевской таблицы. Встали на те самые места, которые предназначил для них великий учёный.

Таблица Менделеева известна всему миру. Пользуясь ею, учёные ещё глубже изучают природу, раскрывая новые черты и свойства химических элементов.

Дорогой читатель!

Ты так привык к целому ряду веществ, тебя окружающих, что даже не задумываешься о их химическом происхождении.

Ты умываешься мылом, которое приготовили химики; пишешь чернилами на бумаге, которые выпустили заводы, где работают химики. Твоя пища и одежда, кирпичи дома, где ты живёшь, телефонный аппарат, тарелка, из которой ты ешь, целлулоидная игрушка твоего младшего брата… Всё, всё это создано с помощью химии.

Наш век смело можно назвать веком химии.

Химики древности тоже занимались различными производствами. Но их знания о строении веществ были ограничены. Они не могли так свободно управлять превращениями одних веществ в другие, как современные учёные.

Наши же химики, подобно сказочным волшебникам, творят чудеса. В их руках вода и воздух превращаются в удобрения; кусок дерева – в шёлковую ткань; лёгкий хлопок – в ткань, а если нужно, – в динамит; газы – в детали автомобилей, в патефонные пластинки, киноплёнку или капроновые чулки.

Во многих местах, где раньше требовались драгоценные камни, кость, дорогие цветные металлы, с успехом используются вещества, созданные химиками.

Они изобрели вещества прозрачные, как стекло, и при этом прочные, как сталь; лёгкие, как дерево, но не поддающиеся гниению; устойчивые против ржавчины и по своим свойствам превосходящие самые дорогие металлы – золото и платину.

Эти удивительные создания человеческого гениального ума носят скромное название – пластические массы.

Химики умеют из сыпучего песка создавать твёрдые камни. И, наоборот, они научились расплавлять несокрушимые каменные породы, превращать их в жидкую массу, из которой готовят трубы, орнаменты, статуи.

Глядя на сверкающие рубины, топазы или сапфиры нельзя поверить, что их можно приготовить искусственно. Однако химики и этого добились. В особых печах выплавляют искусственные самоцветы.

Проникая в тайны строения всех веществ природы, изучая свойства невидимых молекул и атомов, химики создают свои особые «химические чертежи». Пользуясь этими чертежами, они вмешиваются в строения молекул, располагают атомы по своему усмотрению.

На наших заводах изготовляют искусственные краски. Атомы химических элементов расположились в этих красках так, как этого хотел химик. Химик может и дальше вмешаться в порядок их расположения. Чуть-чуть изменить сочетание, как бы передвинуть, переставить, заменить один элемент другим, и получатся лекарства: сульфидин, стрептоцид. Ещё немного изменить расположение элементов, и получаются превосходные духи, напоминающие запахи живых цветов. Дальнейшее вмешательство приведёт к получению взрывчатых веществ…

Вот какую власть даёт человеку химия!

Она не только помогает понять окружающий мир. Изучив характер и поведение элементов, человек распоряжается ими, создаёт из них новые вещества.

Может быть, и ты, мой читатель, окончив школу, пойдёшь на химический завод или в лабораторию, чтобы там, соревнуясь с природой, создавать полезные людям вещества, такие, каких и в природе не было.