СЛОВАРЬ ЮНОГО ХИМИКА

АЛЛОТРОПИЯ

Аллотропия — это способность некоторых химических элементов существовать в виде двух или нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам. Еще в XVIII в. был установлен удивительный факт: и алмаз, и самый обычный уголь при сгорании образуют углекислый газ — и ничего более. Следовательно, алмаз и уголь состоят из одного и того же элемента — углерода. Ученые знали также, что сера может существовать в разных кристаллических состояниях. Позже удалось обнаружить два «фосфора» — белый и красный. Все эти примеры обобщил в 1841 г. шведский химик Й. Берцелиус и предложил для этого явления название «аллотропия» (от греческих слов, означающих «другой» и «направление»).

В настоящее время известно более 400 аллотропических разновидностей простых веществ. Что же лежит в основе аллотропии? Единой причины, обусловливающей существование аллотропических видоизменений, нет. Например, в молекулах таких модификаций могут содержаться разные количества атомов, как у кислорода и озона (Ог и Оз). Подобное различие характерно и для молекул двух разновидностей жидкой серы: Sg и S6, но здесь есть и другая разница. В молекуле Sg атомы серы образуют восьмичленное кольцо, тогда как молекулы Se — это линейные цепочки из шести атомов серы. Наиболее известным примером аллотропических видоизменений служат алмаз, графит и карбин (см. Углерод). Карбин был впервые получен в 1961 г. советскими учеными. Он представля ет собой своеобразный линейный полимер углерода. Раньше ошибочно считали аллотропической разновидностью углерода сажу, однако ее кристаллическое строение оказалось подобным графиту.

Наряду с аллотропией известно явление полиморфизма — способности одного и того же простого вещества существовать в разных кристаллических формах.

Строением кристаллов различаются, например, ромбическая и моноклинная сера, белое и серое олово.

Известное явление «оловянной чумы» — это не что иное, как переход белого олова в серое при низких температурах.

В древности развитие химии имело тесные связи с металлургией. Задолго до нашей эры были хорошо известны семь металлов — золото, серебро, медь, железо, олово, свинец и ртуть. Так как эти металлы имели много общих свойств — ковкость, блеск и другие, возникла идея общности их происхождения в земных недрах. Считали, что в глубинах Земли под влиянием тепла образуются руды «несовершенных» металлов. Со временем в этих рудах происходит «созревание» металлов, их постепенное облагораживание. В конце концов они превращаются в самый «совершенный» металл — золото.

А нельзя ли ускорить «созревание» металлов искусственным путем? Эта мысль и легла в основу бесчисленных попыток «трансмутации» (превращения) металлов. Так возникла алхимия, и одна из главных ее целей состояла в отыскании путей превращения неблагородных металлов в золото. Само ее название (арабское) первоначально обозначало искусство добычи и переработки различных веществ для практических целей.

Древние алхимики занимались изготовлением золотоподобных сплавов. В III—VI вв. в египетском городе Александрии процветало «священное тайное искусство», и жрецы при храмах придумывали способы изготовления искусственного золота.

В VII в. арабы завоевали Египет и переняли приемы «тайного искусства» египетских жрецов. В эпоху арабской алхимии (VIII—XII вв.) возникла теория образования благородных металлов из серы и ртути. Следовало лишь взять эти вещества в «совершенных» отношениях и нагревать в присутствии особого «медикамента» — «эликсира».

Начиная с XIII в. большое распространение алхимические занятия получили в Западной Европе. Первые европейские алхимики были учениками арабов. Еще в середине XII в. появились переводы арабских алхимических сочинений на латинский язык. Вскоре в городах и монастырях возникли многочисленные алхимические лаборатории, в которых адепты (приверженцы) алхимии упорно работали, отыскивая пути приготовления искусственного золота. Основной их целью было получение «эликсира». Позднее его назвали «философским камнем». По убеждению адептов, ничтожные количества «эликсира» могли превращать неблагородные металлы в чистое золото.

Занятия алхимией соответствовали религиозному мировоззрению эпохи средневековья, включавшему в себя мистику, веру в чудеса, в злых и добрых духов, с помощью которых якобы можно осуществить превращение веществ. Жажда скорого обогащения влекла к занятиям алхимией людей самого различного социального положения. Большинство адептов не были подготовлены к лабораторным занятиям и лишь слепо следовали туманным рецептам.и описаниям изготовления благородного металла, приведенным в алхимических сочинениях.

Были, конечно, среди алхимиков и люди, достаточно образованные по тем временам. Широкую известность получил Альберт Больштедтский (1193—1280), прозванный Великим. Он был монахом-доминиканцем и большую часть жизни посвятил занятиям схоластической философией, магией, астрологией и алхимией. Его современник монах Роджер Бэкон (1214—1292) оставил несколько алхимических сочинений, и среди них «Зеркало алхимии», в котором в туманной форме описывается способ приготовления «философского камня». Врач и алхимик Арналь- до Вилланованский (ок. 1240—ок. 1310) кроме описания «философского камня» рассуждал о чудодейственных лекарственных средствах, в том числе о всеисцеляющей «панацее».В XV—XVII вв. появилось множество книг по алхимии, часть их подписана вымышленными именами. Число алхимических лабораторий в городах чрезвычайно выросло.

Эпоха Возрождения и .связанные с нею социально-экономические перемены отразились на мировоззрении образованных европейцев. Вера в чудеса оказалась подорванной. И тем не менее в XVI— XVII вв. алхимия по-прежнему процветала. Основатель ятрохимии Теофраст фон Гогенгейм (Пара- цельс), будучи знаменитым врачом, занимался и алхимией. Ему принадлежит теория «трех начал» — ртути, серы и соли, из которых будто бы состоят все вещества. В XVI в. большую известность приобрели сочинения монаха Василия Валентина. Описывая в своих книгах алхимические операции, он, как и другие алхимики, широко пользовался аллегориями, туманными выражениями и символикой. Вещества он обозначал, например, именами птиц и животных и изображал процессы символическими рисунками.

Увлечение алхимией стало ослабевать лишь к концу XVII в., когда начали развиваться естественные науки — физика, химия. От алхимического периода новая химия унаследовала ряд названий веществ, лабораторных операций, посуды, приборов.