Конспект «Исчезающая ложка»: как химические элементы меняли историю человечества

Гелий (He, №2) как вечная батарея

Если ртуть охладить в жидком гелии до –268 градусов, то эта система становится идеальным проводником. Это значит, что если бы удалось поддерживать такую температуру гелия в микросхемах гаджетов, то их батареи совершенно перестали бы разряжаться. А если понизить температуру еще на 2 градуса, гелий приобретает свойство сверхтекучести и избавляется от силы тяготения — он может течь вверх и перетекать через стены.

Сурьма (Sb, №51) как слабительное

Древние египтянки использовали сурьму в качестве косметики для лица. А в Средние века пилюли из токсичной сурьмы глотали в качестве слабительного. Они считались такими драгоценными, что их иногда извлекали из собственных экскрементов, чтобы употребить заново. В некоторых семьях многократно использованные таблетки из сурьмы передавались по наследству. В настоящее время из сурьмы делают сильнейшие кислоты, способные прожечь стекло.

Галлий (Ga, №31) как растворимая ложка

Галлий расположен на две строки ниже алюминия и в обычном состоянии похож на самый распространенный металл на земле. Однако особенность галлия в том, что он плавится всего при 28 градусах. С этим связана популярная среди химиков шутка: гостям иногда подают к чаю галлиевые ложки, а потом наблюдают за их изумлением, когда обычная по виду ложка растворяется в чашке свежезаваренного чая.

Иридий (Ir, №77) как ключ к динозаврам

Иридий — элемент, помогший ученым разгадать загадку гибели динозавров. Началось все со случайного открытия такого факта: в узкой прослойке известняка, образовавшегося 65 миллионов лет назад, содержание иридия в 600 раз превышает его обычный уровень. На поверхность Земли иридий выходит обычно только при извержениях вулканов, но кроме того, он в большом количестве содержится в прилетающих на Землю метеоритах. Так как открытая закономерность прослеживается по всей Земле, ученые предположили, что 65 миллионов лет назад планету по какой-то причине накрыло облако иридиевой пыли. Наиболее вероятная причина этого — столкновение с огромным метеоритом, что и было подтверждено последующей находкой на Юкатане огромного кратера.

Молибден (Mo, № 42) как оружие

С молибденом связаны наименее известные сражения Первой мировой войны. Ствол знаменитой немецкой пушки «Большая Берта», стрелявшей на многие километры, укрепляли молибденом, для того чтобы он не искривлялся от перегрева после залпов. Молибден был дефицитным, и большую его часть добывали в отдаленной шахте в американском штате Колорадо. Узнав об этом, представители американского офиса немецкого концерна «Крупп» буквально с боем захватили шахту, на что мало кто обратил внимание: времена на Диком Западе были все еще суровые — и подобное поведение считалось нормой. Союзники спохватились лишь в конце войны, когда поняли, зачем немцам был так нужен колорадский молибден.

Тантал (Ta, №73) как причина гражданской войны

Тантал стал косвенным виновником хаоса и анархии в целой стране. Дело в том, что до 90-х годов XX века спрос на тантал на мировом рынке был минимальным, но буквально за несколько лет стал гигантским — тантал используется в каждом мобильном телефоне. Так получилось, что этот металл распределен по Земле крайне неравномерно, практически единственный его источник — территории Демократической Республики Конго, зато там танталовой руды столько, что любой крестьянин может за день на реке накопать ее на сумму, которую за год не заработает, выращивая хлеб. В результате в Конго началась настоящая танталовая лихорадка, жители страны побросали свои хозяйства и бросились за танталом — вслед за этим в стране начался голод, а власть перешла к соперничающим между собой криминальным авторитетам, взявшим добычу тантала под свой контроль. В результате танталовой анархии в Конго с середины 90-х годов погибли миллионы человек.

Кобальт (Co, №27) как тормоз гонки вооружений

Изотоп кобальта кобальт-60, образующийся при ядерной реакции, — один из самых продолжительных по радиационному воздействию элементов на земле. Во время гонки вооружений это остановило технологов от создания кобальтовой бомбы, так как на территории, которая будет поражена этой бомбой, не только погибнет все живое, но и исчезнут любые формы жизни на десятки лет. Химик Лео Силард рассчитал, что достаточно распылить по грамму кобальта-60 на каждый квадратный километр земной поверхности, чтобы все человечество было уничтожено.

Технеций (Tc, №43) как неуловимый элемент

Сорок третий элемент стал самым неуловимым элементом в таблице Менделеева. Когда таблица только появилась, некоторые клетки в ней оставались незаполненными — было понятно, что там должен быть некий элемент, но найти его не удавалось. Заявления о нахождении сорок третьего элемента появлялись чаще, чем какого-либо другого, и все они оказывались ложными: каждый раз это была смесь других элементов. По-настоящему его открыли лишь итальянские химики в 30-е годы, применив новую технологию: не просеивание руды до мельчайших частиц, а ядерный синтез. Этим новым подходом и объясняется его название.

Кадмий (Cd, №48) как японская фобия

Кадмий повинен в страшных болезнях людей, живших в районе японской шахты Камиока. В этом месте издревле добывали драгоценные металлы, а в конце XIX веке стали вырабатывать кадмий. Элемент был плохо известен ученым, и отходы просто выбрасывали, после чего они проникали в грунтовые воды. Через некоторое время окрестные жители начали жаловаться на страшные боли. Кадмий, попавший в организм, буквально крошил в порошок их кости. В Японии начался такой сильный страх кадмия, что даже спустя десятилетия после вспышки отравления в сценарии фильма «Годзилла» прописали, что монстра убили при помощи кадмиевых ракет.

Висмут (Bi, №83) как радужный кристалл

Висмут — беловато-розоватый металл, который горит синим пламенем и испускает желтый дым. Это одно из немногих веществ, которое расширяется при замерзании. Таким же свойством обладает вода, но среди элементов это редчайший случай. Если на какой-то планете существует висмутовое море, то по нему могут плавать (а не тонуть) висмутовые льдины. Выглядеть это должно роскошно: замороженный висмут образует необыкновенные радужные воронкообразные кристаллы, излюбленное украшение геологов.

Медь (Cu, №29) как враг бактерий

Безопасная для человека медь токсична и губительна для бактерий. Если они сталкиваются с медью, то поглощают ее атомы, которые нарушают метаболизм этих организмов и в итоге убивают их. Именно поэтому медные водопроводные трубы стали простейшим способом дезинфекции и резко повысили общественное здоровье в тех городах, где были введены, а дверные ручки часто делают из латуни, которая остается чистой от бактерий, сколько бы немытых рук к ней ни прикасалось.

Азот (N, №7) как невидимый убийца

Воздух, которым мы дышим, на 4/5 состоит из азота, при этом этот газ может быть коварнее любого токсичного яда. Дело в том, что человеческий организм, попадая в чистый азот (такие резервуары, например, встречаются в горнодобывающих шахтах), не понимает, что что-то не так. Азот не имеет цвета и запаха, человеку кажется, что он продолжает дышать, — пока не падает замертво от удушья из-за отсутствия кислорода.

Теллур (Te, №52) как дезодорант

Теллур пахнет чесноком. Точнее, конечно, наоборот. Причем с такой силой, что если высыпать на кожу небольшую щепотку, от запаха никаким способом не удастся избавиться несколько недель. Привет Владимиру Сорокину.

Йод (I, №53) как спаситель новорожденных

Йод весьма токсичен, но в мельчайших количествах необходим человеку для нормального развития. Именно поэтому наряду с фторированием водопроводной воды (после чего люди стали доживать до старости со здоровыми зубами) одной из масштабнейших и простейших мер по охране здоровья, предпринятых человечеством, стало йодирование соли. После этого врожденные дефекты и умственная отсталость стали проявляться у гораздо меньшего количества новорожденных.

Полоний (Po, №84) как метафора истории Польши

Радиоактивный полоний открыла Мария Склодовская-Кюри и назвала его в честь родной Польши, разделенной в то время между тремя империями. Она надеялась, что это вдохновит ее соотечественников на борьбу за независимость. Однако этот вариант оказался весьма неудачным. Кюри также открыла радий, который стал широко используемым элементом, важнейшим для промышленности. Полоний же оказался почти бесполезен, к тому же он распадается так быстро, что язвительные коллеги Кюри усмотрели в этом связь со страной, в честь которой он назван: Польша, которую постоянно делили между собой ее соседи, выглядела такой же нестабильной, как и полоний. Таким образом, патриотический посыл Кюри перевернулся с ног на голову.

Европий (Eu, №63) как защита банкнот

Европий, наоборот, назван чрезвычайно удачно: именно его используют в банкнотах евро для защиты от фальшивомонетчиков. Получить европий очень сложно, поэтому евро считается лучше всего защищенной валютой — фальшивую банкноту моментально определит специальное устройство в любом банке по отсутствию свечения, которое издают атомы европия.

Олово (Sn, №50) как порошок

Олово обладает редким свойством: при низких температурах его кристаллическая структура меняется, и твердый металл превращается в порошок. Это неучтенное свойство погубило экспедицию Роберта Скотта, проигравшего Руальду Амундсену гонку к Южному полюсу в 1912 году. Оставленные ими на середине дороги канистры с керосином были запаяны оловянным припоем. Экспедиция рассчитывала воспользоваться этим топливом на обратном пути. Однако на месте люди Скотта обнаружили, что канистры пусты: припой рассыпался в порошок, и драгоценное топливо вытекло. Все члены экспедиции погибли от обморожения, так и не достигнув британской базы.

Литий (Li, №3) как лекарство от душевных расстройств

Один из первых элементов в таблице — невероятно активный металл. Бывали случаи, когда у людей загорались карманы, когда возникало замыкание между лежащими в них литиевыми батарейками и другими металлическими предметами, например, ключами. Но еще интереснее воздействие лития на человека. Не играя никакой роли в организме сам по себе, литий может очень эффективно воздействовать на мозг, «обнуляя» биологические часы. Это свойство лития эффективно при лечении маниакально-депрессивного психоза и других психических заболеваний — человек как бы оставляет прошлое позади и готов начать с чистого листа, избавившись от фантомов собственной психики.

Цезий (Cs, №55) как универсальные часы

Благодаря цезию земные ученые смогли создать всеобщую систему измерения времени, резонно рассудив, что привязывать определение секунды к времени обращения крохотной планеты вокруг крохотной звезды в галактическом масштабе не очень правильно. Поэтому были взяты периоды, универсальные для любой точки галактики, а именно события на уровне микрочастиц. Астрономические часы заменили гораздо более точными атомными часами. В этой логике было найдено новое определение секунды — это не 1/86 400 от времени обращения Земли вокруг своей оси, а время, за которое электрон на внешней орбитали атома цезия совершает 9 192 631 770 колебаний. И не колебанием больше.

Фейнманий (№137) как самый последний элемент

Этого элемента не существует ни в природе, ни в химических лабораториях. Ученые еще не добрались даже до 120-х элементов, а синтезирование 137-го — дело даже не ближайших десятилетий. Однако этот гипотетический элемент фигурирует в теоретической химии уже сейчас, потому что на нем периодическая система должна закончиться. Фейнманий будет последним — элемента с более крупным ядром просто не может существовать, так как в таком случае электроны вокруг него должны вращаться быстрее скорости света, а это невозможно. По крайней мере так считает современная наука. Название гипотетический фейнманий получил в честь физика Ричарда Фейнмана, впервые указавшего на этот возможный предел.