Химические элементы

При давлении в 62 тысячи атмосфер и температуре 1350 °C из нитрида бора была получена новая кристаллическая модификация, названная боразоном. Его кристаллы царапают алмаз. Конечно, алмаз тоже отвечает взаимностью и царапает его кристаллы. Боразон имеет такую же твердость, что и алмаз, но по ряду свойств превосходит его. Например, алмаз разрушается при нагревании до 700 °C, тогда как боразон стоек до 2000 °C. К тому же он менее хрупок.

Кремний. Основа компьютерных технологий

На Земле данный элемент является вторым по распространенности после кислорода. Хотя мы сейчас и рассматриваем полуметаллы, но кремний является ближайшим аналогом углерода. Нам с вами известна углеродная форма жизни, но также может существовать и кремниевая форма жизни. Например, кремний составляет основу скелетов некоторых морских организмов.

Песок на берегу моря, горный хрусталь, агат, опал, полевые шпаты, стеклянная посуда, окаменелое дерево — все это состоит из соединения кремния и кислорода SiO₂. Именно из него делают химическую лабораторную посуду: колбы и пробирки.

Хотя кремний является широко распространенным элементом, но открыли его только в 1825 году. Это сделал шведский химик Йенс Якоб Берцелиус. Элемент назван был силицием, что по-латински означает кремень.

Про основное применение кремния и то, как он изменил жизнь человечества в эпоху информационных технологий, думаем, особо рассказывать не стоит. Вы и так все знаете, что из него выращивают монокристаллы, из которых делают процессоры и микроконтроллеры для компьютеров, планшетов, смартфонов и другой электроники. Также без него сложно было бы представить солнечные батареи.

Силикон — кремнийорганическое соединение, о котором тоже знают все. Его применяют очень широко: от силиконовых герметиков, масел, резин до имплантатов для пластической хирургии.

Все тот же оксид кремния применяется для производства стекол. Причем в обычных оконных стеклах около 72 % диоксида кремния, а в высокопрочном «пирекс» стекле, которое используют для химической посуды, его 82 %. Больше всего диоксида кремния в кварцевом стекле.

Германий. Брат кремния

Германий был открыт в 1886 году профессором Клеменсом Винклером. Химик назвал его в честь своей страны Германии. По своим физическим свойствам германий хрупок, похож на обычное стекло. Да и по внешнему виду они с кремнием очень близки.

Германий хотя и имеет собственные минералы: германит, аргиродит, ультрабазит, но во-первых, они очень редкие, а во-вторых, их недостаточно для покрытия всей потребности человека в данном элементе. В основном германий встречается в минералах других элементов, в углях, природных водах и т. д. Поэтому способы его получения сильно зависят от исходного сырья.

Наряду с кремнием данный элемент стал важным полупроводниковым материалом. Это свойство нашло свое применение в таких изделиях, как: транзисторы, диоды, триоды, термисторы, которые применяются повсеместно в различной электронике. В настоящее время основными потребителями германия являются: волоконная оптика, тепловизорная оптика, химические катализаторы, электроника, металлургия.

Металлический германий сверхвысокой чистоты в инфракрасной области спектра прозрачен, поэтому его применяют при производстве оптических элементов инфракрасной оптики: линз, призм и оптических окон датчиков. Также Германий широко применяется в ядерной физике в качестве материала для детекторов гамма-излучения.

Мышьяк. Яд и не только

Данный элемент известен человечеству издревле. Точной даты открытия назвать никто не сможет. Но впервые металлический мышьяк был получен в 1250 году немецким алхимиком Альбертом фон Больштедтом. По крайней мере, так считается. Чистый мышьяк — это серебристо-белое вещество.

Свойства данного элемента достаточно противоречивы. В одних случаях он выступает как яд, в других как лекарство. В давние времена основным ядом был именно мышьяк. Поэтому опыт обращения с данным элементом большой. Криминалисты и судмедэксперты научились безошибочно определять отравления мышьяком. Смертельная доза 0,05–0,1 г. Однако он присутствует во всех живых организмах, но в гораздо меньших количествах. Считается, что микродозы мышьяка повышают устойчивость организмов к действию вредных микробов.

В конце XVII века в Италии много шума наделала вода «Аква тофана». Сицилианка Тофана, сбежавшая из Палермо в Неаполь, продавала бутылочки с жидкостью женщинам, желавшим ускорить смерть своих мужей. На бутылочках был портрет святого Николая. 5–6 капель этой жидкости было достаточно, чтобы умертвить человека. Смерть наступала медленно и болезненно. В состав этой жидкости входил водный раствор мышьяковой кислоты.

После смерти Наполеона была проанализирована прядь его волос. Оказалось, что начиная с сентября 1820 года в течение четырех месяцев он получал большие дозы мышьяка. Было доказано, что Наполеон был отравлен мышьяком.