Атомы в истории человечества
Прослеживая историю открытия химических элементов, мы наталкиваемся на странные и удивительные вещи. Первые элементы человек узнал попутно, не думая о них, даже не подозревая, что он владеет тайной, которая открыла бы острому уму важнейшие секреты природы. Трудно, с колоссальным усилием проникала в сознание почерпнутая из практики мысль о простых веществах, лежащих в основе строения всякой материи.
Алхимики не знали способа отличать простое тело от сложного, но они знали металлы и некоторые вещества, например мышьяк и сурьму. Вершины алхимической мудрости изложены в следующей записке алхимика:
Семь металлов создал свет По числу семи планет. Дал нам космос на добро Медь, железо, серебро, Злато, олово, свинец... Сын мой! Сера их отец. И спеши, мой сын, узнать: Всем им ртуть родная мать!
(Стихотворный перевод Н. Морозова)
АЛХИМИКИ, а позднее некоторое время и химики называли металлы именами планет: золото — Солнце, серебро — Луна, ртуть — Меркурий, медь — Венера, железо — Марс, олово — Юпитер, свинец — Сатурн. Мышьяк и сурьма не считались металлами, хотя их свойства окисляться и возгоняться при нагревании были известны очень хорошо.
К сожалению, алхимики часто маскировали свои рецепты нелепыми и подчас трудно понимаемыми аллегориями.
Вот, например, «филозофическая рука алхимиков». Вы видите на ладони рыбу — символ ртути и огонь — символ серы. Рыба в огне — ртуть в сере, — по мнению алхимиков, первоисточник всех видов вещества.
Из соединения этих элементов, как пальцы из ладони, возникают пять главных солей, знаки которых стоят над пальцами: корона и луна — символ селитры; шестиконечная звезда — железный купорос; солнце — нашатырь; фонарь — символ квасцов; ключ — кухонная, или поваренная, соль.
Теперь понятно, что, когда алхимик писал: «взяв короля, его надо прокипятить...», — он имел в виду селитру, а кладя в реторту «фунт длинного пальца», он думал о нашатыре...
Алхимики также знали, что каждому металлу соответствует своя «земля», или «известь», и умели при помощи кислот эти «извести» (или, как мы говорим теперь, — «окислы») получать из всех металлов. Но они думали, что «извести» — более простые тела, а металлы — это соединения «известей» с «флогистоном», особым летучим началом огня.
Нужны были гений и трудолюбие Ломоносова и Лавуазье, чтобы доказать, что, наоборот, «ртутная известь» — сложное тело, состоящее из ртути и только что открытого Пристли газа кислорода, и что вес этого газа в точности равен прибавке в весе «ртутной земли». Годы этого открытия (1763—1775) по справедливости считаются годами начала современной химии и крушения алхимических фантазий, которые давно уже мешали научному изучению природы.
К этому времени было известно несколько десятков элементов: еще в 1669 г. Бранд открыл фосфор, а в середине XVIII в.
были открыты кобальт, никель и научились из «цинковой земли» получать металл цинк. Наконец в 1748 г. в Америке Антонио Улоа описал новый, похожий на серебро металл — «серебришко», или платину.
Но настоящая ревизия всех «простых» тел началась только в последней четверти XVIII и начале XIX столетия. В 1774 г. были открыты кислород и хлор, и через десять лет, разлагая воду током от гальванических батарей, Кавендиш открыл водород и выяснил состав воды.
Дальнейшие открытия элементов шли закономерно: брали природное
новое тело и разлагали его на составные части. В ряде случаев наталкивались на новые элементы. Так были открыты марганец, молибден, вольфрам, уран и цирконий, а также ряд других элементов.
В 1808 г. Дэви усовершенствовал электролиз, а русский ученый Якоби усилил мощность тока и научился при помощи керосина и минеральных масел защищать продукты электролиза от окисления. Так были получены щелочные металлы в чистом виде, — были открыты калий, натрий, кальций, магний, барий и стронций.
За 14 лет, с 1804 по 1818 г., было открыто 14 элементов (кроме тех, о которых мы говорили, были открыты: йод, кадмий, селен и литий). За ними последовали бром, алюминий, торий, ванадий и рутений. А потом следует перерыв: нужны были новые методы исследований, старые уже исчерпали свои возможности.