Химия — просто

Мартин Генрих Клапрот

В древнегреческой космогонической мифологии Уран — это сын богини земли Геи, всесильный бог воздуха, отец титанов и сторуких исполинов. Однако случайное символическое название оказалось на удивление пророческим, ведь именно с этого элемента началось раскрепощение и практическое использование ядерных сил. Правда, первые проблески этих возможностей начали проявляться лишь через полтораста лет.

Эжен Мелькьор Пелиго

Новый элемент исследовался такими известными химиками, как Арфведсон, Берцелиус и Рихтер, и никто из них не сомневался в открытии Клапрота. Хотя в 1841 году французский химик Эжен Пелиго (1811–1890), проводя хлорирование «урана» хлором в присутствии углерода, обнаружил в «уране» Клапрота кислород. Так было доказано, что полученный Клапротом чёрный порошок является на самом деле оксидом урана:

Далее Пелиго с большими трудностями (путём восстановления безводного тетрахлорида урана металлическим калием в закрытом тигле при нагревании до температуры красного каления) получил элементарный уран в виде порошка:

По расчётам Пелиго атомный вес урана равнялся 120, но потом выяснилось, что он ошибся. Тем не менее, как мы видим, именно Эжен Пелиго был первым человеком, получившим элементарный уран. Однако слава первооткрывателя досталась всё-таки Клапроту.

Урановая руда

С 1853 года начинается интенсивная переработка полиметаллических руд Центральной Европы с цель ю получения «урановой желти» и других красителей для стекла и керамики. Да, да, соединения урана использовались изначально в качестве краски и для изготовления столовой посуды. Эти соединения представляли собой различные уранаты разнообразных оттенков: жёлтые, красные, коричневые.

(Если, дорогой читатель, ты хочешь увидеть уникальные кадры с химией урана — как он пилится ножовкой, посуду из урана, — то заходи на YouTube-канал «Химия — просто» и смотри видео «Уран». Такого тебе больше никто и нигде не покажет.)

В 1869 году наш соотечественник Д. И. Менделеев открыл периодический закон и исправил атомный вес урана со 120 на 240, так как иначе этому элементу не нашлось бы места между оловом (50 в таблице, его атомный вес 118,70) и сурьмой (51 в таблице, его атомный вес 121,76).

В 1893 году уже известный нам Анри Муассан пытался получить «уран» в своей дуговой электропечи. Он проводил реакцию между закисью-окисью урана (U₃0₈) и углеродом, а также электролиз расплавленного Na₂UClg. Именно эти работы можно считать начальными в металлургии урана.

В XIX веке уран так и не нашёл широкого применения, кроме как в форме красящих соединений. Но всё изменилось в 1896 году, когда при изучении люминесценции кристаллов калий-уранил сульфата французский физик Антуан Анри Беккерель (1852–1908) открыл явление радиоактивности.

Антуан Анри Беккерель

За год до этого немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген открыл, что при электрическом разряде из трубки с весьма разряженным воздухом выходят особого рода невидимые глазу лучи. Эти лучи обладали способностью засвечивать запечатанную в конверт фотопластинку, а также проникать сквозь непрозрачные предметы. Впоследствии эти лучи (Рентген назвал их Х-лучами) нашли широкое применение в медицине и — в честь первооткрывателя — получили название рентгеновских лучей. Врачи и по сей день предписывают нам хотя бы раз в год делать рентгенографию лёгких.

После открытия Рентгена интерес к лучам резко возрос: исследователи вплотную занялись изучением лучеиспускательной способности различных светящих и несветящих тел. Одним из таких исследователей стал и Анри Беккерель. Довольно скоро в радиоактивных веществах был открыт неисчерпаемый на взгляд учёных источник излучения, и данный факт показался им столь важным для теории и практики, что потребовал самого тщательного изучения. Таковое и было предпринято супругами Кюри.

Пьер Кюри был профессором физики в Сорбонне. Мария Кюри (до замужества Склодовская), дочь учителя математики из Варшавы, вынуждена была искать доступ к науке за пределами родины, поскольку в те времена присутствие женщины в науке вообще казалось непостижимым, а порой и недопустимым явлением. Мария Склодовская изучала химию под руководством профессора Ле Шателье в Париже. Там-то она и познакомилась с Пьером Кюри, за которого впоследствии вышла замуж. Их союз был необыкновенно счастливым. Они как бы олицетворяли собой слияние физики и химии, важнейших наук, союз которых всегда был необходимым условием успеха каждой из них в отдельности.

Пьер и Мария Кюри

В 1897 году Мария Склодовская-Кюри занялась исследованием радиоактивности и уже в апреле 1898 года открыла радиоактивность тория. Увы, за две недели до неё о том же открытии объявил Герхард Карл Шмидт, профессор физики из университета города Мюнстер. Однако в июле того же года Пьер и Мария Кюри открыли полоний, а в декабре — радий.