Карнавал молекул. Химия необычная и забавная

В учебниках химии, школьных химических кабинетах, аудиториях и лабораториях химических вузов вы обязательно увидите таблицу Менделеева. Тот, кто начинает знакомиться с химией, воспринимает эту таблицу, скорее всего, как некую унылую инвентарную ведомость, в ячейках которой размещены какие-то символы и цифры. Со временем каждый постепенно узнает, что Д.И. Менделееву удалось свести воедино и найти объединяющую закономерность для химических элементов, т. е. тех «кирпичиков«, из которых собран весь окружающий мир. Менделеев сформулировал торжественно звучащий периодический закон химических элементов, графическим выражением которого и служит эта таблица.

Показанная на рисунке 9.1 таблица отличается тем, что в ней помещен портрет Д.И. Менделеева не в виде почтенного седовласого старца, а в том возрасте, когда он создал эту таблицу, т. е. в 1869 г. Между прочим, давно замечено, что все значительные открытия совершаются учеными, как правило, до 35 лет.

Сама таблица немного несимметричная и, можно сказать, некрасивая: сверху торчат два небольших рожка (водород и гелий), под ними провал, в котором находятся пояснения к тем числам, которые расположены внутри каждой клетки, под таблицей расположены еще какие-то ряды, да и раскраска рядов выглядит немного загадочной.

Неудивительно, что многие пытались улучшить ее внешний вид, полагая, что для столь значительного закона необходима более совершенная форма. Появились круговые, спиральные и объемные варианты (рис. 9.2).

Всего подобных таблиц создано несколько сотен. Естественно, в них находятся те же элементы, что и в прямоугольной таблице. Принцип раскраски ячеек, объединяющий элементы с похожими химическими свойствами, тот же самый, т. е. никакой новой информации в них нет, но их авторы, вероятно, полагали, что такими модификациями будет удобнее пользоваться, а может быть, им хотелось создать что-то эстетически более привлекательное. Все эти упражнения оказались напрасными, общепринята и повсеместно используется прямоугольная таблица. Именно ее несколько несимметричная «рогатая» форма делает силуэт таблицы мгновенно узнаваемым. Прямоугольный вариант таблицы охотно используют в дизайне одежды, посуды, хозяйственных сумок, ковриков для компьютерной мыши, занавесок, мебели, а также в отделке зданий (рис. 9.3).

Существуют таблицы, где элементы показаны именно так, как они выглядят в реальности, а элементы, названные именами ученых, представлены соответствующими портретами (рис. 9.4).

Интересна таблица, где химические элементы отмечены флагами тех стран, где они были открыты, при этом флаг России использован десять раз – это элементы № 44, 102, 104, 106, 113–118 (рис. 9.5).

В виде менделеевской таблицы изготавливают даже плакаты, где представлены, например, коллекция эстампов, портреты исполнителей музыки в стиле техно или герои популярных японских мультфильмов. Подобных примеров великое множество, впрочем, ее строгий классический вид пользуется постоянным спросом у любителей кроссвордов, поскольку в них часто упоминается какой-нибудь химический элемент.

От забавы к известности

Всю жизнь человек добивается известности,

чтобы его узнавали на улице, а потом ходит в темных очках,

чтобы никто из встречных его не узнал.

ЭДМУНД УИЛСОН

Существует пример, когда минимальное знание химии, дополненное фантазией, привело к популярности. В работе химику часто помогают пластмассовые модели атомов, которые можно соединять палочками, играющими роль химических связей. Число углублений у шарика, в которые вставляются палочки, соответствует валентности атома: у углерода таких углублений четыре, у азота – три, у кислорода – два. Расположены они таким образом, чтобы соединяющие палочки располагались под теми углами (так называемые валентные углы), которые соответствуют большинству реальных молекул. Для соединения двух атомов углерода двойной связью используют изогнутые палочки либо гибкие пружинки (рис. 9.6).

Для окраски наиболее употребимых элементов используют цвета, ставшие общепринятыми: углерод – черный, водород – белый, кислород – красный, азот – синий, хлор – зеленый, сера – желтая. Окраска остальных элементов произвольная. Используя эти модели, можно увидеть, как именно выглядит молекула, что особенно удобно в тех случаях, когда соединение пока не получено.

Преподаватель химии Кеннет Бур из г. Канзас-Сити, США, предложил пятиклассникам собрать из набора цветных шариков произвольные молекулы. Школьница Клер Лайзен, стараясь получить изящную симметричную конструкцию, неожиданно собрала интересную молекулу, состоящую из атомов углерода, кислорода и азота (рис. 9.7).