Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка - читать онлайн книгу. Автор: Хью Олдерси-Уильямс cтр.№ 42

Считается, что, проходя процесс химического соединения, элементы находятся на различных стадиях окисления. Часто каждый из них характеризуется определенным цветом, как, например, зеленый цвет железистых соединений и коричневый – у соединений окисей железа. Однако с цветом ржавчины мы склонны в большей степени ассоциировать коррозию времени, нежели видеть в ней, подобно Рёскину, красоту насыщенных оттенков. Кислород, «этот вкрадчивый вампир», как назвал его еще один писатель, – химический элемент, который уничтожает своих собратьев, покрывая их чистую поверхность слоем хаоса и распада.

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.

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.

Упомянутая информация привлекла внимание Пьера и, оставив свои собственные исследования, он вместе с Марией начал активно измельчать горсть имевшегося у них уранита, а затем растворять его с помощью различных химических веществ, чтобы в результате получить наиболее радиоактивные компоненты. Через два месяца ученые уже располагали неким продуктом, в 300 раз более радиоактивным, чем уран. Они сразу же обратили внимание, что частично радиоактивность в образце была связана с барием, а частично с висмутом. Через три недели супруги Кюри убедились, что новый элемент мимикрирует под химические свойства висмута, который по своей природе не радиоактивен. Кюри уже выбрали название для открытого ими элемента – полоний, в честь горячо любимой родины Марии. Как-то на вечере польских изгнанников в Париже Мария предстала в образе Полонии ^[28]. Тринадцатого июля 1898 г. Пьер записал в своем лабораторном дневнике сочетание букв «Ро». Однако их неспособность отделить элемент от висмута стала источником сильнейшего разочарования для обоих, особенно для Марии. Ей хотелось прикоснуться к полонию собственными руками.

Тем временем чета Кюри на новой партии уранита продолжала попытки выделить радиоактивный элемент, связанный с барием. И это им удалось как раз накануне Рождества. На сей раз они получили абсолютно однозначные доказательства существования еще одного нового элемента, даже еще более радиоактивного, чем полоний. Его они назвали радий. Соли бария и радия более растворимы, нежели соли висмута и полония. Разумно было попытаться изолировать радий путем многократного кипячения растворов солей и затем медленного охлаждения их с тем, чтобы чистый хлорид радия, который был чуть-чуть менее растворим, чем хлорид бария, кристаллизовался первым. Мария начала работу над этим историческим проектом в 1899 г. Она приобрела 10 тонн осадка уранита, уже гораздо более радиоактивного, чем исходная руда. В ходе обработки материала 20-килограммовыми партиями она превратила примитивный «ангар» своей лаборатории в настоящую фабрику с котлами, наполненными кипящей радиоактивной жидкостью на различных стадиях готовности. Работа была физически изнурительной, но Мария и Пьер были полны энтузиазма искателей. И вот к 1902 г. им наконец удалось получить убедительные свидетельства существования нового элемента – десятую часть грамма чистого хлорида радия.