Борис Могилевский - Гемфри Деви
Комок неизвестного вещества остывал бесконечно долго. Деви терял терпение. Испытание сплава показало почти те же результаты, что и в первый раз. Деви получил сплав железа и алюминия. Чистый алюминий не был открыт и на этот раз. Даже знаменитый Вольтов столб, делавший в руках волшебника Деви чудеса, помочь не смог.
…Забежим немного вперед, познакомимся с системой химических элементов и с высоты научных достижений XX века еще раз бросим взгляд на начало века девятнадцатого.
В 1807 году известный английский физик и химик Джон Дальтон возродил атомистическую теорию древних, по которой всякое вещество состоит из неделимых частичек материи, атомов. Атомистическая теория Дальтона послужила основанием для развития химических наук.
Начались попытки систематизации известных уже химических элементов. Якоб Берцелиус в 1811 году подразделил все элементы на две большие группы, имеющие ряд сходных признаков. Первая группа, вошедшая в химию под названием металлов (от древнееврейского глагола matal — ковать), характеризовалась непрозрачностью, наличием специфического блеска и, наконец, способностью отлагаться на отрицательном полюсе при электролизе солей металла.
Неметаллы или, как их называли, металлоиды, отличались от металлов тем, что не имели их свойств.
Это деление, как выяснилось позже, было очень условным: некоторые металлы, как, например, олово и сурьма, имели смешанные свойства, их можно было назвать металло-металлоидами.
В 1829 году Доберейнер собрал сходные по своим признакам элементы, как, например, открытые Деви кальций, стронций и барий, в тройки и заметил, что атомный вес (вес по отношению к атому водорода) промежуточного равен арифметическому среднему двух крайних, т. е. он пытался вывести зависимость между атомным весом и свойствами элемента.
Во второй половине XIX века Шанкуртуа, Ньюлендс, Лотар Мейер расположили элементы в порядке возрастания их атомного веса, например, натрий, атомный вес которого 23, магний, алюминий и т. д. до хлора, атомный вес которого 35,5, и дальше, но следующий по величине атомного веса элемент калии (39) очень похож по своим свойствам на натрий, за ним кальций, очень напоминающий следующий за натрием магний, т. е. они заметили некоторую повторяемость, периодичность свойств элементов. Но многие элементы тогда еще не были открыты; поэтому в их системе были досадные пропуски.
В 1871 году великий русский ученый Д.И. Менделеев расположил элементы по горизонтали, в порядке возрастания их атомного веса, а по вертикали собирал их в групы с одинаковыми свойствами: первая вертикаль — элементы, похожие по своим свойствам на натрий и калий, вторая вертикаль — элементы со свойствами магния, кальция и бария, и т. д. При этом получилось, что в третьей вертикали после алюминия должны были бы стоять два элемента, но тогда они еще не были известны. Менделеев предположил, что эти элементы вообще еще не открыты и, исследуя свойства соседних элементов, гениально предсказал все свойства двух неоткрытых элементов. Открытие скандия и галлия подтвердило до малейших подробностей все свойства, которыми Менделеев наделил еще не открытые элементы! Таким образом, Менделеев дал развернутое изложение периодического закона: все химические и большинство физических свойств элементов являются периодической функцией их атомного веса. Этот вывод был не умозрительным, он имел своими корнями глубокое изучение физических и химических свойств элементов.
Дальнейшее развитие науки — открытие супругами Кюри радиоактивности, работы Бора и др. — показало, что атом не неделим: он, в свою очередь, представляет сложную систему, которую в простейшем случае можно рассматривать как систему, состоящую из положительных (протонов) и отрицательных (электронов) частиц. Английский ученый Мозли на основании этих открытий уточнил закон Менделеева: свойства элементов есть периодическая функция положительного заряда ядра атома.
В наше время периодическая система элементов представляется в виде девяти вертикальных групп элементов с одинаковыми свойствами (причем одна группа — группа благородных газов — гелий, неон, и др. не была ни открыта, ни даже предсказана Менделеевым, но она вполне подтверждает его периодический закон) и семи горизонтальных групп, так называемых периодов групп с неповторяющимися свойствами. Атомный номер каждого элемента численно равен положительному заряду ядра (см. таблицу в конце книги)[18].
Из этой таблицы особенно наглядна громадная работа, которую проделал Деви; он открыл большинство элементов первой и второй групп; свойства соединений элементов седьмой группы (хлора, иода, фтора) также впервые тщательно изучались им.
…Работа Деви продолжалась. Сделать нужно было еще много, а здоровье внушало опасения.
Натрий и калий — щелочные металлы (первая группа элементов) были открыты: на очереди — металлы щелочно-земельные (вторая группа элементов).
Эти металлы в свободном виде не встречаются, но они известны во многих сложных соединениях с другими веществами. Барит — тяжелый шпат — в Грузии образует целые горы. Соединенный с хромом и кислородом, он известен художникам, желающим передать золотые краски осени, и называется у них баритовая желть. Много разнообразных солей этого неизвестного элемента встречается в природе.
Пользуясь своим испытанным методом, Деви в 1808 году открыл следующий металл — барий. Так с помощью Вольтова столба была раскрыта еще одна тайна природы.
Лаборатория Королевского института превратилась как бы в фабрику, в которой Деви постепенно открывал все новые химические элементы, удивляя и потрясая мир. В его руках Вольтов столб делал чудеса.
На очереди был следующий элемент.
На дне океанов живут моллюски, кораллы; причудлива прекрасная игра форм и цветов. Растут, веками поднимаясь со дна морского и, наконец, появляются, освещенные лучами южного солнца, сказочные атоллы — коралловые острова. Это — живые существа, — всю свою жизнь выделяющие известь. Известняк, мел, мраморы — много их, разнообразных соединений неизвестного металла. Этот неизвестный металл составляет почти четыре процента веса земной коры. Сколько сотен миллиардов тонн этого вещества таят в себе недра земные!
Деви блестяще справляется с труднейшей задачей и открывает кальций. Этот белый блестящий металл плавится при 780°, он тягуч и легко поддается обработке. Он только в полтора раза тяжелее воды и в пять раз легче железа; его главное замечательное свойство — легкость.
Уже более века прошло с тех пор, как Деви открыл кальций, но и теперь еще не наступило время его широкого всестороннего использования в технике и в производстве; время это близится, оно не за горами.
