Помоги проекту - поделись книгой:
А попробуй только назвать все известные тебе вещества. Ты насчитаешь их не одну сотню. Только оглядевшись в своей комнате, ты увидишь их множество: хлеб, вода, фарфор, дерево, бумага, стекло, краска, которой покрыты стены, чернила в чернильнице.
В кухне ты найдёшь новые вещества: алюминий, из которого сделаны кастрюли, пластмасса электрических выключателей, медь водопроводного крана, холст полотенца…
А на улице? Здесь ещё десятки веществ: асфальт, кирпич, глина, песок, камень. Зайдём в горный музей, и там за стеклянными витринами нам откроются сотни минералов, драгоценных камней, имеющих каждый свой особый химический состав.
Поднимемся на высокие горы или спустимся к реке, пойдём в лес или поле — и всюду, всюду мы найдём разнообразнейшие вещества природы.
Одни из них жидкие, другие твёрдые, одни имеют резкий запах, другие отличаются яркой окраской, третьи обладают сладким вкусом…
Одни из них окружают нас всюду, другие представляют собой редкость в природе. На для всевидящего глаза науки и это не препятствие. Химикам известны составы не только веществ, имеющихся на нашей планете, они заглянули не только на дно океанов и проникли вглубь земли, им удалось узнать, из чего состоят солнце, луна, звёзды и планеты.
Далеко от нас расположены небесные светила, никто из людей ещё никогда не бывал ни на одной планете и не мог привезти оттуда образцов для химического анализа. Однако, исследуя особыми остроумными способами свет солнца, луны и звёзд, химики узнали их состав. Оказалось, что далёкие небесные светила — близкие родственники нашей планеты. Они состоят из тех же химических элементов, что и наша Земля.
Сведений о характере и поведении химических элементов накопилось огромное количество. Эти сведения интересуют не только химиков, но и учёных других специальностей.
Взять для примера медиков. Что им, казалось бы, заниматься химическими элементами? Их дело лечить людей!
Однако лечить людей, не зная, как и из чего устроено человеческое тело, брались только колдуны и шаманы, но их время давно прошло.
Современная медицина изучает человека, знает строение всех его органов, знает химический состав каждой клеточки. Это знание привело медиков к необходимости изучать, как влияют те или иные химические элементы на живой организм.
Агрономы, постоянно заботясь об урожае, тоже вынуждены заниматься этими невидимками. Ведь и растения состоят из элементов. Во время роста они берут их из пищи, которую находят в воздухе и в почве.
Но этой пищи растению не всегда хватает. Агрономам приходится подкармливать растение солями, содержащими необходимые химические элементы.
Геологи тоже интересуются химическими элементами. Они знают, где надо их искать: в минерале или морской воде, в теле водоросли или вулканической лаве.
Они знают, какой элемент более распространён в природе, а какой трудно отыскать.
И, наконец, каждый человек в своей повседневной жизни то и дело сталкивается с целым рядом химических элементов.
Глубоко проникает химия во все отрасли человеческой деятельности. И чем культурнее становились народы, тем большую потребность испытывали они в химических знаниях.
Некоторые учёные для большей ясности называли химические элементы «кирпичиками мироздания».
Они говорили, что все вещества в природе сложены из химических элементов, как дома из кирпичей.
Но это сравнение нельзя признать верным! Ведь кирпич остаётся самим собой в любой постройке, будь то одноэтажный домик или высотный дворец: ни цвет, ни форма, ни другие его качества не меняются. Иное дело химический элемент! Соединяясь с другими химическими элементами, он как бы утрачивает свои личные свойства.
Мне это стало понятно после того, как я узнала, что натрий и хлор вместе составляют поваренную соль, которую мы каждый день употребляем в пищу.
Натрий — блестящий серебристый металл, хлор — газ жёлто-зелёного цвета, удушливого запаха.
Куда же девается блеск натрия, цвет и запах хлора? Ведь соль совсем иная — белая, кристаллическая, солёная на вкус!
Все личные свойства химических элементов скрылись. Они могут проявиться только при каких-либо совсем особых обстоятельствах. Если, например, действовать на соль электрическим током или подвергать её очень сильному нагреванию, тогда элементы разлучатся и проявится характер каждого. Но обычное дружеское сожительство химических элементов в соли вырабатывает новые черты, характерные именно для соли, а не отдельно для натрия или хлора.
Сочетаясь во множестве различных комбинаций, химические элементы образовали цветные минералы и зелёные деревья, морскую воду и металлические руды, нашу пищу и наше собственное тело.
В настоящее время известно около ста химических элементов. У каждого из них свои особые приметы, свой характер, свои вкусы, симпатии и поведение.
Конечно, слова «поведение», «характер» и «симпатии» элемента нельзя понимать буквально. Атомы химического элемента — неодушевлённые, невидимые частички материи — не могут быть добрыми или злыми, чуткими или грубыми, дружелюбными или враждующими. Эти выражения лишь помогают понять сущность, взаимоотношений химических элементов.
Много лет после окончания института я работала в химических лабораториях. Приходилось исследовать и металлические сплавы, и руды, и песок, и состав почвы, и воду, и многое-многое другое.
И вот здесь-то в практической работе, при «личном» общении с химическими элементами, их характер и поведение стали мне знакомы, как характер и поведение самых близких друзей.
Случалось ли тебе, взглянув в лицо товарища, догадаться без слов, весел он или задумчив, здоров или болен, боится отвечать урок или твёрдо знает его?
Так длительное общение с химическими элементами в лаборатории приучает химика по каким-то едва уловимым признакам догадываться о многом таком, чего ни в одном учебнике не прочтёшь.
И так же как ты среди своих друзей отличаешь ребят замкнутых или, наоборот, очень общительных, так и химик говорит об одних элементах, что они «гордецы» и не желают вступать ни в какие «химические дружбы», а другие, наоборот, легко соединяются со многими химическими элементами.
И больше того, у химика возможны даже свои «любимцы» — химические элементы, которые его больше интересуют, с которыми ему веселее работать.
Наверное, какой-нибудь равнодушный, сухой человек, прочитав эти строки, рассмеётся.
— Как можно «любить» химический элемент? — скажет он.
Правда, химия — наука строгая. Но тому, кто не побоится её трудностей, она откроет многое.
Отказываясь зачастую от отдыха, от развлечений, рискуя здоровьем, а иной раз и жизнью, химики во все времена самоотверженно трудились. Они стремились подчинить природу воле человека. А для этого надо было выведать все её тайны, узнать, как и из чего построены окружающие нас вещества.
О том, как были открыты некоторые химические элементы, изучены их превращения и странствия в природе, будет рассказано в следующих главах.
Элементы-близнецы
В 1778 году в маленьком английском городке Пензэнс родился человек, который сыграл немалую роль в истории химии. Звали его Гемфри Дэви.
Пока Гемфри учился в школе, ни учителя, ни родные не замечали в нём особых способностей к наукам. Он был обычным шаловливым мальчишкой. Больше всего Гемфри любил валяться на берегу моря, смотреть, как плывут по синему небу белые облака. И ещё одно занятие привлекало будущего учёного — ловля рыбы.
Лишь после смерти отца Гемфри понял, что так больше продолжаться не может! Отец его был резчиком по дереву. И при его жизни семья жила очень бедно, а после смерти нужда хозяйкой поселилась в их доме.
Гемфри пошёл работать учеником к местному аптекарю. Работа была не сложная, но скучная. Изволь-ка целые дни растирать мази да разливать микстуры по бутылям! Но, как это ни странно, именно аптекарское ремесло привело Гемфри к науке.
Ему нравилось смешивать жидкости и смотреть, что из этого получится. Он пристрастился к работе и часто задерживался в аптеке до полуночи. Не только для того, чтоб выполнить задание хозяина! У него появились собственные интересы! Он проделывал различные химические опыты. И тут Гемфри понял, как много упущено времени, как мало знаний унёс он из школы.
Но учиться никогда не поздно. Гемфри засаживается за книги, изучает анатомию, физику, химию, философию. На удивление всем, Гемфри оказывается очень способным человеком. Его лучшие друзья — книги раскрывают перед ним новый мир, а опыты, которые становятся всё сложнее и значительнее, помогают ему постичь многие тайны наук.
В короткий срок о Гемфри Дэви распространилась слава, как об одном из самых образованных людей своего города. Покинув Пензэнс, Гемфри поработал несколько лет в научном институте города Бристоля, потом Лондонский королевский институт принял его на должность помощника профессора химии. Это был очень высокий пост для двадцатидвухлетнего Гемфри. Он получил возможность развить свой талант учёного. К его услугам были лучшие лаборатории Англии. И он полностью отдался любимой науке — химии.
В конце восемнадцатого и начале девятнадцатого века, когда жил Дэви, химия ещё не была такой обширной наукой, как в наши дни. Но учёные неутомимо стремились разгадать тайны строения всех веществ природы. Изучали состав горных пород, воды, почвы, питательных продуктов. Сжигали растения и исследовали оставшуюся золу, интересовались газами, из которых состоит воздух…
Химики понимали, что, только разобравшись, как и из чего построена природа, можно будет научиться управлять ею.
А кроме того, практическая жизнь требовала от учёных безотлагательной помощи. Гемфри Дэви испытал это на себе. К молодому профессору то и дело обращались люди различных производств. Кожевники просили указать им, какими веществами лучше дубить кожу. Земледельцы хотели проведать секреты земледелия и приносили на химический анализ землю, перегной, навоз. Шахтёрам нужна была безопасная лампа для работы в шахте…
И Дэви помогал и кожевникам, и земледельцам, и шахтёрам. Изобретённым им составом дубили кожу, его лекции по химии земледелия посещало много людей, а безопасная лампочка, изобретённая Дэви, до сих пор служит шахтёрам и носит его имя.
Но вся эта практическая деятельность не отвлекала Дэви от решения больших научных задач — от открытия химических элементов.
В начале восемнадцатого века их было известно пятнадцать. К концу века называли уже тридцать пять. А открытия всё продолжались.
То и дело в журналах и газетах появлялись сообщения: открыт ещё один химический элемент!
Случались и ошибки в этом нелёгком деле. За химический элемент иной раз принимали сложное вещество. Например, известь долго считалась элементом, пока не выяснили, что она состоит из кальция и кислорода.
Гемфри Дэви главным занятием своей жизни считал поиски новых химических элементов.
И в этих поисках он оказался впереди многих своих современников.
Гемфри Дэви пришёл в науку в то время, когда уже было сделано одно величайшее открытие. Учёные создали первый аппарат, дававший электрический ток.
Электричество… Для нас, людей двадцатого века, за этим словом кроются самые обыденные понятия: свет в квартирах, электрические приборы, трамвай, электропоезд.
А двести лет тому назад люди ещё не знали, какое огромное применение найдёт себе невидимая сила электричества. Но многие учёные начали пользоваться ею для различных нужд науки.
Гемфри Дэви оказался одним из первых, кто понял, что электрический ток может помочь химику.
Дэви смотрел на кусок извести или глины, на порошок магнезии и думал:
«Что таят в себе эти знакомые незнакомцы? Как поведут они себя, если атаковать их электрическим током?»
И вот атака началась. Первыми жертвами стали вещества, которые известны под названием «едкие щёлочи». Куски щёлочи похожи на сахар-рафинад. Хранят щёлочь в плотно закупоренных банках, берегут от влаги и воздуха. Стоит взять такой кусочек в руки, как сразу поймёшь — не случайно этим щёлочам дано название «едкие»: кожа на руках воспалится, покраснеет, особенно, если на ней есть ссадины или царапины. А если уронить щёлочь на платье — дыра неизбежна!
Решив исследовать едкие щёлочи, Дэви начал готовиться к этому делу, как полководец к большому сражению.
Он собрал несколько электрических батарей, проверил их действие и соединил все вместе. Получилась батарея огромной мощности. Всю её силу Дэви решил обрушить на едкую щёлочь, чтобы узнать, из каких веществ она состоит.
В раствор щёлочи в воде Дэви опустил две проволочки, идущие от батареи и заменявшие электрический провод.
И вот ток побежал по проволокам, достиг жидкости в колбе. Она забурлила, зашевелилась. Один за другим в ней начали возникать пузырьки газа. Но вид их не радовал Дэви. Он понимал, что это кислород и водород, из которых состоит вода.
«А щёлочь? Где же её составные части? Может быть, она не поддаётся разложению?
Может быть, надо действовать электричеством на сухую щёлочь?» — думал учёный.
Но в сухом виде она не пропускает сквозь себя электрический ток!
Дело казалось безнадёжным. Бывали минуты, когда у Дэви появлялось желание всё бросить, но он гнал от себя сомнения и работал ещё настойчивее.
Сотни опытов проделал он, пока набрёл на правильный способ.
Когда после многих бессонных ночей, после огорчений и тревог счастливая мысль пришла ему в голову, он даже вскрикнул от радости:
— Да! Именно так! Именно так надо поступить! Щёлочь для этого опыта должна быть не очень сухой и не очень влажной…
Дэви взял небольшой сухой кусочек щёлочи, подержал его на открытом воздухе несколько секунд — пусть чуть-чуть увлажнится — и быстро соединил его с электрической батареей.
Долгое терпение и настойчивость учёного были вознаграждены великолепным зрелищем.
Поделиться книгой: