Цивилизация с нуля. Что нужно знать и уметь, чтобы выжить после всемирной катастрофы

Применение электролиза позволит синтезировать ряд важных для существования цивилизации веществ, пропустив применявшиеся на протяжении столетий менее эффективные методы их получения. К тому же электролиз поможет вам и в научном познании мира: он разлагает вещества на чистые строительные блоки — химические элементы. Например, в 1800 г. ученые с помощью электролиза убедительно доказали, что вода вовсе не элемент, а соединение водорода и кислорода. А за восемь последующих лет методом электролиза выделили в чистом виде еще семь элементов: калий, натрий, кальций, бор, барий, стронций и магний. Первые три из этого списка были открыты при электролизе распространенных химических соединений, не раз упомянутых в этой книге, — поташа, каустической соды и негашеной извести. Но электролиз не только прекрасный способ изолировать ранее неизвестные химические элементы: этот процесс показывает, что самые связи, удерживающие вместе атомы в химических веществах, имеют электромагнитную природу.

Если изучать взаимоотношения разных химических элементов, то, как они ведут себя в тех или иных соединениях, каковы их «характеры», то обнаруживается одна глубокая и поразительная истина: элементы — не одиночки, они объединяются в естественные группы, отличающиеся общими свойствами, своего рода семьи. Открытие этой структуры упорядочило химический космос так же, как осознание морфологических сходств и, соответственно, родственных связей в царстве живых организмов упорядочило космос биологический. Например, калий и натрий — металлы с высочайшей химической активностью, образующие щелочные соединения, такие как едкий натр и поташ, из которых путем электролиза и выделяют чистые элементы, а хлор, бром и йод реагируют с металлами, образуя соли. Если вы возьметесь раскладывать элементы в каком-то порядке, формируя столбцы по сходству свойств, обнаружится один и тот же повторяющийся рисунок и у вас получится периодическая таблица элементов.

Нынешняя периодическая таблица элементов — великий памятник научным достижениям человека, не менее впечатляющий, чем египетские пирамиды или любое из чудес света. Это не просто полный список элементов, когда-либо открытых химиками, это способ организации знаний, позволяющий предсказать многое о тех веществах, которые еще не открыты.

Так, в 1869 г., когда русский химик Дмитрий Менделеев составил свою периодическую таблицу из 60 с небольшим известных на тот момент элементов, он обнаружил в ее матрице пустые клетки — места, куда могли бы встать несуществующие вещества. Но замечательна система Менделеева тем, что она позволила ученому точно предсказать свойства этих гипотетических веществ, например экаалюминия, пропущенной клетки сразу под алюминием. Хотя в материальном виде его никто никогда не видел и не осязал, только на основании его положения в таблице можно было описать экаалюминий как блестящий пластичный металл с определенной плотностью, твердый при комнатной температуре, но плавящийся при необычно низком для металлов градусе. Несколько лет спустя французский химик обнаружил в природе новое вещество и назвал его галлием, в честь старинного названия Франции. Вскоре стало очевидно, что это и есть отсутствующий в таблице экаалюминий, предсказанный Менделеевым, и что прогноз о температуре плавления был точным: галлий переходит из твердого состояния в жидкое при 30 °C — этот металл буквально плавится в руках[44].

Эта простая истина — о скрытых закономерностях в мире элементов — поможет вам более систематически разбираться в строении материи и искать возможности лучшего применения свойств природных материалов. А теперь давайте попробуем расширить полученные в главах 5 и 6 знания и рассмотрим технологию, требующую чуть более сложного химического производства, — фотографию.

Фотография