Валентин Рич - Виток спирали

• Название: Виток спирали
• Автор: Валентин Рич
• Издательство: Детская литература
• Жанр: Химия
• Год: 1974

Рассказы о химических элементах, об истории их открытия и свойствах, о создании периодической системы.

На страницах этой книги вы встретитесь с великими мыслителями древности, знаменитыми мудрецами средневековья, пытливыми естествоиспытателями XVII и XVIII веков, основоположниками современной науки. Демокрит и Аристотель, Роджер Бэкон и Джабир ибн-Хайян, Бойль и Ломоносов, Лавуазье и Дальтон, Менделеев и Рамзай, Мария Кюри и Резерфорду Бор и Ферми, Петржак, Флеров, Сегре и многие другие ученые на ваших глазах будут разгадывать труднейшие загадки природы. И вы сможете приобщиться к самому высокому виду приключений — к приключениям человеческой мысли, постигающей мир.

Для среднего и старшего возраста.

---

Он изложил ее в статье "О горении вообще".

Суть теории заключалась в том, что горение всех горючих веществ — серы, фосфора, "углеобразных тел", — а также обжиг металлов есть соединение этих веществ с дефлогистированным (Лавуазье писал — "чистым") воздухом. А никакого флогистона ни горючие тела, ни металлы не содержат.

Удалив из атмосферного воздуха "чистый воздух". Лавуазье доказал, что оставшийся газ вовсе не фиксируемый воздух, по так же, как и он, не поддерживает горения и дыхания.

Восстановив ртутную известь углем, Лавуазье получил под колоколом фиксируемый воздух и тем самым доказал, что тот — не что иное, как соединение угля с "чистым воздухом".

Предположив, что получающаяся при сжигании горючего воздуха вода есть соединение этого горючего воздуха с "чистым воздухом", он пропустил водяные пары через раскаленный ружейный ствол и получил на нем окалину, а в приемном сосуде — горючий воздух.

Лавуазье нашел "чистый воздух" во всех металлических известях, во многих кислотах и в щелочах.

И нигде не нашел флогистона.

Конечно, даже самые крупные химики, узнав об этом, не могли сразу отказаться от привычного образа мыслей.

И Генри Кавендиш, первым получивший из водорода и кислорода воду, продолжал писать: "Из всего вышеизложенного вытекает безусловное основание считать, что дефлогистированный воздух представляет собой воду, лишенную своего флогистона, и что горючий воздух является флогистированной водой".

А знаменитый изобретатель парового двигателя Джеймс Уатт говорил, что вода состоит из дефлогистированного воздуха и флогистона.

Но долго это продолжаться не могло. Попробуйте объяснить кому-нибудь, что воду надо получать так: сперва дефлогистировать воздух, то есть изгнать из него флогистон, затем к этому дефлогистированному воздуху добавить флогистон. Любой человек, конечно, сразу заметит, что в этом случае получится не вода, а тот же самый первоначальный воздух.

В дефлогистированной Антуаном Лораном Лавуазье химии таких казусов не было. И потому довольно быстро ее признали во всех странах. Написанный Лавуазье "Начальный курс химии", изданный во Франции в 1789 году, в том же году был переведен на голландский язык, в следующем году его выпустили англичане, еще через год — итальянцы и потом — немцы. Правда, на родине Бехера и Шталя дело не обошлось без эксцессов — обиженные за свой немецкий флогистон, "патриоты" публично сожгли портрет Лавуазье.

"Начальный курс химии" был первой книгой, в которой действительно простые, элементарные тела были названы простыми, элементарными, а действительно сложные — сложными. И помещена первая в истории науки таблица химических элементов, из которых состоят сложные вещества.

Вот она.

Первые строки таблицы Лавуазье не могут не вызвать недоумения. Опять теплород? И что ото за вещество — снег?

Ничего не попишешь — и самым большим ученым не все известно.

Лавуазье никак не мог понять, откуда берутся свет и тепло, которые возникают при горении. И он не придумал ничего лучшего, как, изгнав огненную материю из твердых и жидких тел, поместить ее в окружающую атмосферу. И объявить, что обычно огненная материя соединена с кислородом, а при горении это соединение будто бы распадается, кислород соединяется с горящим телом, а огненная материя выделяется в виде тепла и света.

Неправильно, но остроумно.

В общем, Лавуазье не уничтожил флогистон. Но докапал, что в состав химических веществ никакой флогистон не входит.

Но будем требовать от одного человека слишком многого, Лавуазье и так сделал для химии больше, чем кто-либо со времен Аристотеля. Продолжая идти по указанной Аристотелем дороге, он открыл общее для множества веществ свойство — соединяться с кислородом. И затем добрался до коренного свойства веществ — не разлагаться на другие вещества. Им обладали 26 известных Лавуазье тел. Насчет еще пяти — магнезии, барита, извести, глинозема и кремнезема — он написал: "Можно ожидать, что эти земли вскоре перестанут причисляться к классу простых веществ. Они — единственные из всего данного класса веществ, которые не имеют охоты соединяться с кислородом, и я весьма склонен думать, что эта индифферентность по отношению к кислороду, ежели мне дозволено воспользоваться таким выражением, происходит оттого, что они уже сами по себе насыщены кислородом".

Правота этих слов вскоре была доказана.

Двадцать шесть плюс еще пять — тридцать один элемент! Но главное, чем обязана Лавуазье паука, это не числом названных им элементов, а объяснением того, что такое элемент. И лучше всего это можно видеть на примере ртути и серы.

Для алхимиков ртуть была не просто тяжелым жидким металлом, а еще и составной частью всех прочих металлов, сама, в свою очередь, состоящая из влажности и холода. Так же как сера была не просто твердым, желтым, горючим телом, но еще и составной частью масла, угля и прочих горючих тел, сама, в свою очередь, состоящая из сухости и тепла…

Для Лавуазье же ртуть и сера были двумя неразложимыми простыми телами, которые могли соединяться с другими простыми телами, образуя при этом разные сложные вещества, но отнюдь не другие элементы.

Элементы оказались совсем не такими, какими представлялись они Аристотелю и вслед за ним алхимикам. Кончилась эпоха сомнений в возможности превращения элементов. Пришло точное знание того факта, что в ходе химических реакций ни один элемент не может превратиться в другой.

Однако это не означало простого отрицания алхимических идей. Это было огромное продвижение вперед в понимании природы вещей. Вместо фантастического представления о первичных частицах, слагающих все многообразие окружающего нас мира, появилось в основном правильное представление о химических элементах.

Правда, никто еще не знал причин, по которым один элемент отличается от другого. Никто еще не догадывался о механизмах, с помощью которых элементы образуют сложные вещества.

И, пожалуй, самое главное — никто не понимал, каким образом можно объединить учение о химических элементах с атомной гипотезой. Этим и предстояло теперь заняться в первую очередь.

Часть третья ОТРИЦАНИЕ

Глава первая, в которой Дальтон сравнивает по весу атомы разных сортов, а когда число этих сортов начинает быстро расти, Праут и Ньюлендс предпринимают попытки навести среди атомов хоть какой-нибудь порядок

ТОЛЬКО ЦЕЛЫЕ ЧИСЛА

В книгах на русском языке человека по имени Джон Долтон нет. В прошлом веке английские слова писали у нас как придется — вместо Уошингтон получился Вашингтон, вместо Айвенго был Ивангос, а вместо Джон Долтон написали Джон Дальтон.

Так он и остался Дальтоном.

Про Джона Дальтона его современники сообщали немало неприятного. Например: "Его вид и манеры были отталкивающими, голос у него был резкий и сварливый, а походка неуклюжая". Или: "В нем было меньше желания узнать, что сделали другие, чем твердой уверенности в правильности того, что сделал он сам".

Впрочем, и к Аристотелю лично знавшие его люди относились далеко не лучшим образом. В одной из старых, почтенных энциклопедий можно прочесть: "При жизни А. не был любим. Наружность его не отличалась привлекательностью. Он был малого роста, близорук и картав. На губах его играла язвительная улыбка…"

В гениях ли тут дело? Или в людях, которые их окружают?

В 1773 году, когда "Начальный курс химии" Лавуазье вышел во Франции уже вторым изданием, 27-летний провинциальный учитель Джон Дальтон приехал в большой промышленный город Манчестер, где ему досталось место преподавателя математики и физики в новом колледже.

И здесь Дальтон занялся исследованиями.

Три вопроса более других интересовали его.

Первый. Лавуазье установил, что по крайней мере 26 веществ представляют собой элементы — неразложимые простые тела.

Почему они далее не разлагаются?

Второй. Жозеф Луи Пруст, исследуя киноварь из Испании и Японии, поваренную соль из морей, озер и копей, воду из горных ледников и глубоких шахт, а также многие другие сложные вещества из разных мест, доказал, что любая вода в очищенном от примесей виде содержит 11,1 % по весу водорода и 88,9 % кислорода, а любая соль — 39,3 % натрия и 60,7 % хлора, а любая киноварь — 86,2 % ртути и 13,8 % серы. И вообще, что "соединение есть привилегированный продукт, которому природа дала постоянный состав".

Как объяснить это постоянство состава любого сложного тела?

Третий. Еще алхимикам было известно: для того, чтобы превратить в киноварь всю ртуть и всю серу без остатка, нужно ваять их в определенном отношении, а именно: отвесить 86,2 части ртути и 133 части серы. Иначе либо сера, либо ртуть останутся в избытке. Но когда химики от твердых тел и жидкостей перешли к газам, в подобных числах возникла новая особенность. Газы легче было отмерять не в весовых единицах, а в объемных — ведь их собирали в бутыли. И тут-то при переходе от унций к литрам выявились удивительнейшие вещи. Например, если считать по весу, то аммиак состоит из 17,06 части водорода и 82,94 азота. Ничего особенного. А если считать по объему — то из трех объемов водорода и одного объема кислорода. Все числа получались целыми! Или другой пример. Разложили воду, собрали в одной бутыли кислород, в другой водород. И пришлось для кислорода брать бутыль ровно вдвое меньшего размера, чем для водорода.