Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

Углерод пользуется ни с чем не сравнимой популярностью не потому, что это единственное возможное топливо, а потому, что это единственное твердое топливо с очень удобным и, по сути, важнейшим свойством – сгорать практически до конца, не оставляя никаких продуктов горения. В 1860 г. Майкл Фарадей посвятил одну из своих прославленных рождественских лекций в Королевской Ассоциации «Химической истории свечи», в которой объяснил юным слушателям, что продуктом любого горения углерода служит углекислый газ, не оставляющий осадка. Почти за 50 лет до того он собственными глазами видел, как во Флоренции его наставник Гемфри Дэви на опыте продемонстрировал справедливость этого утверждения: он полностью сжег алмаз, воспользовавшись «большим зажигательным стеклом герцога Тосканского». От алмаза не осталось и следа. Упомянутой особенностью углерод отличается почти от всех других горючих веществ. Если бы углерод оставлял в ходе горения твердый остаток, какой оставляют металлы – то есть оксид, более тяжелый, чем само исходное вещество, – с объемом отходов от наших очагов мы просто не смогли бы справиться.

Углекислому газу тоже надо куда-то уходить. Для Фарадея эта химическая особенность углерода была настоящим экономическим чудом, но даже он понимал, насколько вредно то, что мы сейчас бы назвали выбросами углекислоты в городах викторианской эпохи. «Свеча будет гореть четыре, пять, шесть или семь часов. Каков же в таком случае должен быть дневной объем углерода, попадающего в атмосферу в виде углекислого газа!» Фарадей подсчитал, что человек в день в своем организме преобразует семь унций углерода из сахара, а лошадь – 79 унций. «Не менее 5 000 000 фунтов, или 548 тонн, углекислого газа выдыхается обитателями Лондона за двадцать четыре часа». Фарадей недоумевал по поводу того, что растения способны поглотить весь этот углекислый газ. Конечно, ему ничего не было известно о том его количестве, которое уже тогда накапливалось в земной атмосфере. Выбросы углекислоты в Лондоне в настоящее время оцениваются в 44 миллиона тонн в год, эта цифра в 220 раз превосходит объем углекислого газа, выдыхавшегося в викторианские времена.

Шарады плутония

Гленн Сиборг был, наверное, самым великим открывателем химических элементов за всю историю. В 1940 г. его открытием стал плутоний, в 1944 г. – кюрий и америций, в 1949 и 1950 гг. – берклий и калифорний. Кроме того, он приложил руку и к открытию ряда других элементов. На его счету их больше, чем у Вильяма Рамзая, обнаружившего инертные газы, к тому же он опередил и великих открывателей новых металлов: Гемфри Дэви и прославленного Йёнса Якоба Берцелиуса из Стокгольма.

У Сиборга, как и у многих других ученых, открывших химические элементы, текла шведская кровь. Фамилия его отца – американизированный вариант шведской фамилии Сьеберг, его мать тоже была шведкой, шведский язык был родным языком в доме, где он вырос в Ишпеминге в северном Мичигане. Этот район Соединенных Штатов облюбовали скандинавские иммигранты, которые мгновенно начинали чувствовать себя там как дома, стоило им пройтись по немощеным улицам из хорошо утрамбованной железной руды.

Те годы, когда Сиборг заканчивал школу, ознаменовались новостями, приходившими от химиков со всех концов света. Они заявляли, что им удалось отыскать последние несколько элементов, которых не доставало в периодической таблице Менделеева. Названия, ими предлагаемые для новооткрытых элементов, как правило, строились на географических ассоциациях: алабамин, руссиум, виргиниум, молдавиум, иллиниум, флорентиум, ниппониум. К тому моменту, когда в 1929 г. Сиборгу исполнилось 17 лет, периодическую таблицу заполнили до урана, у которого было 92 протона в ядре атома и, соответственно, атомное число равнялось 92. Хотя некоторые из упомянутых заявлений оказались ошибочными или, по крайней мере, преждевременными, со временем было подтверждено, что химические элементы, известные нам ныне под названиями технеций, астат, прометий и франций, могут быть успешно синтезированы в радиационных лабораториях.