Подорож № 1 по зоопарку елементів

Подорож № 1 по зоопарку елементів

Борис Дружинін
"Квантіко" №12, 2015

Сподіваюся, кожен хоч раз побував в зоопарку. Ходиш і милуєшся на сидячих в клітинах звіряток. Зараз ми теж підемо в подорож по дивовижному "зоопарку", тільки в клітинах будуть знаходитися не звірі, а різні атоми. "Зоопарк" цей носить ім'я свого творця Дмитра Івановича Менделєєва і називається "Періодична система хімічних елементів" або просто "таблиця Менделєєва".

У цьому зоопарку в клітці можуть жити відразу кілька звіряток з однією назвою, наприклад, в одній клітці міститься сім'я кроликів, а в іншій – сім'я лисиць. І в нашому "зоопарку" в клітці "сидять" атоми-родичі, по-науковому – ізотопи. Які ж атоми вважаються родичами? Фізики встановили, що будь-який атом складається з ядра і оболонки з електронів. У свою чергу, ядро ​​атома складається з протонів і нейтронів. Так ось, ядра атомів у "родичів" містять однакову кількість протонів і різну кількість нейтронів.

На даний момент останнім в таблиці значиться ліверморій, вписаний в клітку під № 116. Стільки елементів, і у кожного своя історія. У назвах багато цікавого.Як правило, ім'я елементу давав учений, його відкрив, і тільки з початку ХХ століття назви присвоює Міжнародна асоціація фундаментальної і прикладної хімії.

Багато елементів названі в честь давньогрецьких богів і героїв міфів, великих вчених. Є географічні назви, в тому числі пов'язані з Росією.

Існує легенда, що Менделєєву пощастило – таблиця йому просто наснилася. Можливо. Але великий французький учений Блез Паскаль якось зауважив, що випадкові відкриття роблять тільки підготовлені розуми. А вже у кого розум був підготовлений до зустрічі з періодичної таблиці, так це у Дмитра Івановича, так як він багато років працював над цією проблемою.

А тепер вирушимо в дорогу!

Водень (H)

У клітці № 1 нашого зоопарку "живе" водень. Так його назвав великий учений Антуан Лавуазьє. Він і дав цьому елементу ім'я hydrogène (Від грец. Ὕδωρ – "вода" і кореня -γεν- "народжувати"), що означає "що породжує воду". Російський фізик і хімік Михайло Федорович Соловйов перевів цю назву на російську мову – водень. Водень позначається буквою Н, це єдиний елемент, ізотопи якого мають власні імена: 1Н – проти, 2Н – дейтерій, 3Н – тритій, 4Н – квадов, 5Н – Пента, 6Н – гекса і 7Н – септ (верхній індекс позначає загальну кількість протонів і нейтронів в ядрі атома).

Практично вся наша Всесвіт складається з водню – на його частку припадає 88,6% всіх атомів. Коли ми спостерігаємо в небі Сонце, ми бачимо величезну кулю з водню.

Водень – найлегший газ і, здавалося б, їм вигідно наповнювати повітряні кулі, але він вибухонебезпечний, і з ним краще не зв'язуватися, навіть на шкоду вантажопідйомності.

Гелій (He)

У клітці № 2 знаходиться інертний газ гелій. Назва гелій отримав від грецького імені Сонця – Ἥλιος (Геліос), тому що його спочатку виявили на Сонці. Як це вдалося?

Ще Ісаак Ньютон з'ясував, що видимий нами світ складається з окремих ліній різних кольорів. В середині XIX століття вчені визначили, що кожному речовині відповідає свій набір таких ліній, зовсім як у кожної людини є свої відбитки пальців. Так ось, в променях Сонця виявили яскраво-жовту лінію, що не належить жодному з раніше відомих хімічних елементів. І тільки через тридцять років гелій знайшли на Землі.

Гелій відноситься до інертних газів. Інша назва – благородні гази.Такі гази не горять, тому ними краще наповнювати повітряні кулі, хоча гелій важче водню в 2 рази, що знижує вантажопідйомність.

Гелій – рекордсмен. Він переходить з газоподібного в рідкий стан, коли всі елементи давно вже тверді: при температурі -268,93 ° C, а в твердий стан при нормальному тиску взагалі не переходить. Тільки при тиску в 25 атмосфер і температурі -272,2 ° C гелій стає твердим.

Літій (Li)

Клітку № 3 займає літій. Літій свою назву отримав від грецького слова λίθος (камінь), так як спочатку був виявлений в мінералах.

Буває так зване залізне дерево, тоне у воді, а буває особливо легкий метал літій – він, навпаки, в воді не тоне. І не тільки у воді – ні в якій іншій рідини теж. Щільність літію майже в 2 рази менше щільності води. Він взагалі не дуже схожий на метал – занадто м'який. Та й плавати довго не міг би – в воді літій з шипінням розчиняється.

Невеликі добавки літію підвищують міцність і пластичність алюмінію, що дуже важливо в авіації та ракетобудуванні. При реакції пероксиду літію з вуглекислим газом виділяється кисень, що застосовується для очищення повітря в ізольованих приміщеннях, наприклад, на підводних човнах або космічних кораблях.

Берилій (Be)

У клітці № 4 знаходиться берилій.Назва походить від мінералу берилу – вихідної сировини для отримання металу берилію. Сам же берил отримав назву по індійському місту Белур, в околицях якого він добувався з давніх часів. Кому він був тоді потрібен?

Згадайте чарівника Смарагдового міста – Великого і Жахливого Гудвіна. Він змушував усіх носити зелені окуляри, щоб його місто здавався "смарагдовим", а значить, і дуже багатим. Так ось, смарагд – один з різновидів берилу, деякі смарагди цінуються дорожче алмазу. Так що в давнину знали, навіщо розробляти родовища берилу.

У п'ятитомної енциклопедії "Всесвіт і людство" 1896 року видання про берилій написано: "Практичного застосування не має". І багато ще минуло часу, перш ніж люди розгледіли його дивовижні властивості. Наприклад, берилій вніс свій внесок в розвиток ядерної фізики. Саме після його опромінення ядрами гелію вчені відкрили таку важливу елементарну частинку, як нейтрон.

Воістину унікальним є сплав берилію з міддю – берилієва бронза. Якщо більшість металів з часом "старіє", втрачає міцність, то берилієва бронза якраз навпаки, з часом "молодшає", її міцність зростає. Пружини з неї практично не зношуються.

Бор (В)

Бор займає клітку № 5.Не треба думати, що цей елемент назвали на честь воротаря данського футбольного клубу "Академіск" Нільса Бора, згодом великого фізика. Ні, своє ім'я елемент отримав від перського слова "бурах" або від арабського слова "буряк" (білий), якими позначали з'єднання бору – буру. Але мені більше подобається версія, що "буряк» не арабське, а чисто українське слово, по-російськи – "буряк".

Бор – дуже міцний матеріал, у нього найбільший межа міцності на розрив. Якщо з'єднання бору і азоту нагріти до температури 1350 ° C при тиску 65 тисяч атмосфер (це зараз технічно можна досягти), то можна отримати кристали, здатні подряпати алмаз. Абразивні матеріали, виготовлені на основі сполук бору, не поступаються алмазним і при цьому набагато дешевше їх.

В сплави кольорових і чорних металів бор зазвичай вводять для поліпшення їх властивостей. Сполуки бору з воднем – борани – прекрасне ракетне паливо, майже в два рази ефективніше традиційного. Є робота для бору і в сільському господарстві: бор додають в добрива, тому що при його нестачі в грунті помітно зменшуються врожаї багатьох культур.

Художник Ганна Горлач


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: