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

То, что еще не окислено, все равно обречено на окисление в будущем. Углерод, из которого состоит древесина, – в перспективе углекислый газ. Ржавеющий остов вчера еще был грозным боевым судном. Цивилизация есть не что иное, как организованное сопротивление окислению. Мы способны порой остановить движение к распаду, а иногда с помощью ряда отчаянных мер даже повернуть его вспять – извлекая металлы из руд, сажая деревья, борясь с пожарами, – но всегда ненадолго. Окисление есть самое зримое выражение движения времени и неизбежного конечного триумфа энтропии. Кислород дает жизнь и тем самым приближает смерть. Кислород, по словам автора недавно вышедшей книги, посвященной этому элементу, «является главнейшей причиной старения и возрастных заболеваний». Часть описываемого вреда есть следствие влияния химически активных веществ, образующихся в качестве промежуточных продуктов в ходе нормального процесса дыхания – не молекулы кислорода, а недолго живущие структуры, содержащие по одному атому кислорода и известные под названием «свободные радикалы» – они способны учинить жуткий биохимический хаос. Чтобы понять, что такое старение, достаточно представить себе вред, наносимый биологическим клеткам подобной разновидностью окисления.

Я пишу эти строки в июне 2009 г., как раз в тот момент, когда пришло сообщение о смерти певца Майкла Джексона в возрасте 50 лет. Не та ли кислородная палатка, в которой, по некоторым сведениям, он спал, ускорила его жизненные процессы и привела в конечном итоге к гибели? Ведь именно подобных последствий воздействия кислорода боялся Пристли. Уже идут разговоры, что тело Джексона с помощью специальных смол сохранят в памятной всем позе «лунной прогулки», и оно будет выставлено там, где он планировал дать концерт после возвращения на сцену – на лондонской Арене О₂.

Богоматерь радия

Время от времени элементы, которые доводится видеть даже далеко не всем ученым, тем не менее выбираются за пределы лабораторий и добиваются широкой известности. Так случилось с плутонием после атомной бомбардировки японских городов. Но раньше других это произошло с радием. Химический элемент – весьма активный и к тому же еще радиоактивный металл – с которым не сталкивался ни один смертный, внезапно буквально ворвался в наш мир. За него ухватились как за чудесный талисман. Его именем называли географические места и товарные бренды. И вдруг спустя всего несколько десятилетий от него с такой же решительностью отказались.

Центральным персонажем в истории с радием – и одной из причин, по которой он превратился в такой феномен, – была Мария Кюри. Она родилась в 1867 г. недалеко от Варшавы, и ее имя было Мария Склодовская. После исключения из польского университета она перебралась в Париж, чтобы закончить образование. В Париже Мария почувствовала настоящую свободу, и особенно в Сорбонне, где она по собственной воле могла выбирать направление научного поиска без удушающего надзора, свойственного той польской гимназии, где она училась. Мария решила изучать и физику, и химию, что было довольно необычно. Со временем она получит Нобелевскую премию в обеих науках – достижение, которое после нее уже никто не сможет повторить. Мария собиралась вернуться в Польшу, чтобы пойти по стопам родителей и заняться преподаванием, но, готовясь к выпускным экзаменам, она встретила Пьера Кюри. Через год они поженились.

Следующее десятилетие их совместной жизни до гибели Пьера в возрасте 46 лет под колесами проезжавшей мимо повозки, прошли под знаком научного сотрудничества, отличавшегося редкой гармонией и эффективностью. Под влиянием Пьера, получив место в его лаборатории, Мария решила начать исследования спонтанного излучения энергии, напоминавшей рентгеновские лучи, – незадолго до того открытого явления, которое она назвала «радиоактивностью». Данное излучение имело место в образцах урановой руды, известной под названием «уранит». Главным инструментом Марии стал кварцевый прибор, который Пьер изобрел несколькими годами ранее; с его помощью можно было изучать способность некоторых кристаллов излучать электрический заряд в ответ на примененное к ним давление. Названное измерительное устройство могло регистрировать слабейшие электрические токи, связанные с процессами радиоактивного распада. Мария установила, что радиоактивность исходно присуща некоторым веществам и не является продуктом их взаимодействия с другими формами материи или энергии, как многие в то время полагали. В ходе своих исследований она пришла к выводу, что отдельные урановые руды более радиоактивны, чем другие, а некоторые – что производило крайне странное впечатление – даже более радиоактивны, чем чистый металлический уран. Это могло означать только одно – что руда содержит какой-то неизвестный, чрезвычайно радиоактивный материал.