Внимание

Наш виртуальный гость

Людмила Юрьевна Аликберова, ответит на Ваши и наши вопросы по химии и не только, если Вы пришлете свои вопросы по электронной почте редактору Chemworld.Narod.Ru или оставите в гостевой книге нашего сайта. Свои дисскусии Вы можете вести также на форуме.

Химические новости

Избранные химические новости. Июль

Аммиак свидетельствует: на Марсе может быть жизнь

Пока что ученым удалось проанализировать лишь небольшую часть данным, полученных с помощью спектрометра ПСФ, несмотря на то, что Mars Express находится на орбите вокруг Марса с декабря 2003 года. По словам исследователей, причиной этого является как сложность самого прибора, так и технические проблемы с энергоснабжением самой станции. Пока что спектрометр ПСФ наблюдал уменьшение содержания двуокиси углерода и повышение содержания водного пара над крупнейшими вулканическими кратерами на Марсе. Однако особый интерес ученых привлекли данные о содержании в атмосфере планеты небольших примесей, которые обнаруживаются спектрометром в режиме высокого разрешения. Несколько месяцев назад таким образом в марсианской атмосфере были обнаружены следы метана. Это еще один газ, который может иметь органический источник происхождения.

Молекулы аммиака не могут существовать в устойчивой форме в марсианской атмосфере. Если этот газ не пополняется каким-то образом, он в течение нескольких часов исчезает. Ученым пришлось исключить возможность того, что аммиак мог попасть в атмосферу из амортизационных мешков спускаемого аппарата Beagle-2, который был утерян при попытке посадки на Марсе. Анализ показал, что распределение аммиака не совместимо с этой гипотезой. Значение наличия аммиака в марсианской атмосфере состоит в том, что этот газ является комбинацией молекул азота и водорода. Азота на Марсе мало, но так как ни одна форма земной жизни не может обойтись без него, наличие аммиака может указывать на то, что марсианские бактерии, если, конечно, они существуют, могут перерабатывать его. Как сказал один их экспертов НАСА, не существует никаких иных объяснений наличия аммиака в марсианской атмосфере, которые не основывались бы на наличии жизни на планете.

Планеты и звёзды не могут без эфира

Исследователи сопоставили результаты эксперимента международной группы химиков и результаты наблюдений количества метилформиата (сложный эфир, образующийся из метилового спирта и формальдегида) во вращающихся облаках пыли, усеивающих нашу Галактику. Судя по данным, собранным с помощью телескопа, если газообразный метилформиат перевести в жидкую форму, то типичное пылевое облако содержало бы 37 миллиардов кубических километров этого вещества. Межзвездные пылевые облака содержат химические "семена" новых звезд и планетных систем. Ученые достаточно давно знают, что водород является самым распространенным газом во Вселенной, около 10 лет назад было обнаружено большое количество спирта в пылевых облаках. Присутствие в них же метилформиата свидетельствует, что иные молекулы могут играть более важную роль в образовании звезд и планет, чем считали ученые.

Ранее три группы химиков из США, Канады и Норвегии проводили серию экспериментов, чтобы выяснить, как из спирта и других молекул мог возникнуть метилформиат. Исследователи из университета Огайо воспользовались этими данными, чтобы построить новую модель происходящих в космосе реакций, а затем воспользовались этой моделью, чтобы предсказать, сколько метилформиата образуется в типичном межзвездном пылевом облаке. Затем они сопоставили эти результаты с радиоспектром пылевых облаков, что позволило им определить уникальные химические следы для различных содержащихся в них молекул. Радиоспектр показал, что среднее соотношение числа молекул водорода к молекулам метилформиата – миллиард к одному. Но модель, разработанная исследователями предсказывала существование только сотой части этого количества.

Получено новое доказательство существования у нейтрино массы

На сей раз им впервые в мире удалось зафиксировать "вибрацию" нейтрино. Это явление - осцилляция - характеризуется тем, что нейтрино одного типа (всего их три) в результате прохождения через вещество, превращаются в нейтрино другого типа, а затем возвращаются в исходное состояние. По словам ученых, такой эффект возможен только при условии, что частица обладает массой.

Шесть лет назад на той же установке было впервые обнаружено, что интенсивность потока нейтрино, которые возникают при столкновении космических лучей с верхними слоями земной атмосферы, значительно падала после прохождения сквозь нашу планету - т.е. часть потока превращалась в неподдающуюся регистрации разновидность нейтрино (тау-нейтрино). В ходе последних опытов удалось зафиксировать полный цикл процесса "вибрации": сначала после 500-километровой дистанции поток нейтрино редел, а затем через следующие полтысячи километров вновь восстанавливался.

Подземная установка "Супер-Камиокандэ" действует с 1996 года. Она построена на месте заброшенной угольной шахты на километровой глубине. Гигантский резервуар заполнен 50 тыс. т очищенной воды. Этот объект выполняет роль ловушки для нейтрино. Проходящие через него нейтринные потоки фиксируются с помощью 11.2 тыс. оптических сенсоров. Об этом сообщает ИТАР-ТАСС.

Земле грозит сбой углеродного цикла

В ближайшие десятилетия миллиарды тонн углерода могут попасть в воздух из торфяных болот, предупреждает Крис Фриман из университета Уэльса. Торфяники - объемное естественное хранилище органического углерода. По некоторым оценкам, торфяники Европы, Сибири и Северной Америки хранят эквивалент промышленных выбросов углерода в масштабе планеты за 70 лет.

Однако в последнее время возникли опасения, что эти торфяники выпускают значительную часть копящегося в них органического углерода в реки растворенным в воде. В результате, содержание растворенного органического углерода в воде ежегодно возрастает на 6%. Они подозревают, что рост концентрации начался около 40 лет назад. Опасность здесь в том, что живущие в речной воде бактерии быстро превращают растворенный органический углерод в углекислый газ, который попадает в атмосферу.

Почему торфяники отдают свой углерод? Есть несколько гипотез: версия о вине глобального потепления была опровергнута полевыми испытаниями, идея о том, что увеличение объема воды в реках приводит к усилению вымывания - тоже не подтвердилась. Поэтому Фриман выдвинул еже одно предположение - что летние засухи ускоряют разложение растительной массы в торфяниках, в результате чего освобождается больше углерода, который потом вымывается в реки. Однако компьютерное моделирование засухи показало, что в таких условиях количество вымываемого углерода не увеличивается, а напротив, уменьшается.

Сами полевые испытания позволяют допустить существование иной причины - прямое воздействие атмосферного углекислого газа. Фриман выращивал растения в почве, взятой из торфяников, под особыми стеклянными колпаками, часть из которых была заполнена обычным воздухом, а другие - воздухом, обогащенным углекислым газом. Он обнаружил, что растения в богатой углекислым газом атмосфере начинают поглощать гораздо большие количества углекислого газа, который, в свою очередь потом попадает в почву, во влагу. Там его могут поглощать бактерии, разлагающие сами торфянистые почвы, выпуская связанный углерод из торфяника в реку. За три года доля растворенного органического углерода в почве вокруг тех растений, которые жили при повышенном уровне углекислого газа, увеличилась в 10 раз по сравнению с контрольными образцами. Свежие данные, опубликованные Центром экологии и гидрологии в Ланкастере, показывают увеличение количества растворенного органического углерода в валлийских реках на 90% с 1988 года. Скорость этого прироста может означать, что мы достигли какого-то критического положения, грозящего сбоем углеродного цикла нашей планеты. Об этом сообщает NTR.ru.

По материалам Chemworld.Narod.Ru

История химии

Важнейшие события русской химии 1900-1920

1901

• В.Н.Ипатьев начал цикл исследований термокаталитических реакций превращения спиртов в различные органические продукты.
• Н.Я.Демьянов открыл реакцию изомеризации алициклических углеводородов, приводящую к расширению циклов.

1902

• Д.И.Менделеев изложил представления о природе «мирового эфира», предложил нулевой период в периодической системе и развил гипотезу о причинах радиоактивности («истечения эфира» с поверхности атомов тяжелых элементов).
• П.И.Вальден разработал теорию аутодиссоциации органических и неорганических растворителей.
• А.А.Байков доказал, что закалке может быть подвергнута не только сталь, но и другие металлические системы.
• Ж.И.Иоцич открыл реакцию образования алкенил- и диалкенилмагнийгалогенидов (при взаимодействии ацетиленовых углеводородов с магнийорганическими соединениями).

1903

• М.С.Цвет заложил основы метода адсорбционного хроматографического анализа.
• В.Н.Ипатьев показал, что оксид алюминия – один из лучших катализаторов дегидратации спиртов для получения этиленовых углеводородов. Получил также серный эфир, исходя из этилового спирта.
• Вышло в свет 7-е издание «Основ химии» Д.И.Менделеева (ч. I и II, 800 с.).

1904

• Н.С.Курнаков сконструировал регистрирующий пирометр с автоматической записью наблюдений.
• В.А.Кистяковский установил зависимость высоты капиллярного поднятия жидкости при температуре кипения от молекулярной массы.
• П.П.Федотьев разработал физико-химическую теорию аммиачно-содового процесса по способу Э.Г.Сольве.

1905

• А.Е.Арбузов разработал универсальный метод синтеза фосфорорганических соединений и определил строение фосфористой кислоты.
• Л.В.Писаржевский установил постоянство предела произведения молярной электропроводности на вязкость.
• Н.А.Шилов разработал теорию сопряженных реакций.
• Л.А.Чугаев получил комплексные соединения моно- и диоксимов с некоторыми металлами и применил диметилглиоксим как реактив на никель.
• Н.С.Курнаков и Г.Ю.Жуковский пришли к выводу, что характеристика определенного химического соединения необязательно связана с постоянством концентрации твердой фазы в равновесной системе.
• П.И.Вальден показал, что водные и неводные растворы электролитов одинаковым образом меняют электропроводность при изменении температуры.
• П.И.Вальден для различных органических растворителей установил соотношение между диэлектрической постоянной и объемом (одного и того же электролита), при котором степени диссоциации равны.
• С.Я.Левитес показал, что процесс застудневания органических коллоидов аналогичен процессу кристаллизации из растворов.

1906

• А.Е.Фаворский установил природу и формулу диоксана.
• Л.А.Чугаев предложил правило особой устойчивости комплексных соединений, содержащих во внутренней сфере пяти- или шестичленные циклы.
• В.Е.Тищенко осуществил реакцию превращения (диспропорционирование) альдегидов в сложные эфиры под действием алкоголятов алюминия (реакция Тищенко).
• Н.Д.Зелинский открыл реакцию получения a-аминокислот из альдегидов и кетонов.
• П.П.Веймарн показал, что процесс превращения неорганических коллоидов в студенистое состояние аналогичен процессу кристаллизации вещества из раствора.
• Вышло в свет 8-е издание «Основ химии» Д.И.Менделеева (ч. I и II, 820 с.).

1907

• А.Е.Чичибабин синтезировал «бирадикальный» углеводород, носящий его имя.
• Н.С.Курнаков и С.Ф.Жемчужный впервые применили метод определения теплопроводности для изучения природы твердых металлических растворов.
• Ф.В.Церевитинов разработал метод определения «подвижного водорода».
• А.В.Думанский применил центрифугирование для исследования коллоидов.

1907–1908

• Е.И.Орлов разработал контактный способ окисления метилового спирта до формальдегида.

1908

• В.А.Плотников показал, что изменение электропроводности неводных растворов можно объяснить образованием и распадом комплексных ионов.
• М.С.Вревский изучил зависимость давления пара растворов от различных параметров.
• Б.А.Шишковский нашел количественную зависимость между поверхностным натяжением растворов и концентрацией растворенных веществ.
• А.Н.Реформатский получил спирты общей формулы C_nH_2n–5OH.
• Е.И.Орлов осуществил каталитический синтез этилена, исходя из водорода и оксида углерода.

1908–1913

• С.В.Лебедев исследовал кинетику и механизм термической полимеризации диеновых углеводородов ряда дивинила и аллена.

1909

• В.И.Вернадский сформулировал и обосновал представления об изоморфных рядах атомов разных элементов («природные изоморфные ряды»).
• В.Н.Ипатьев применил высокие давления в процессах вытеснения металлов из водных растворов их солей водородом.
• М.Г.Кучеров показал, что гидратацию ацетиленовых углеводородов можно проводить в присутствии солей магния, цинка и кадмия.

1910

• В.А.Бородовский, работая в лаборатории Э.Резерфорда (Манчестер), впервые детально исследовал поглощение b-лучей жидкостями и растворами. Установил, что поглощение b-лучей определяется природой и внутренним строением атома и не зависит от расположения атомов в молекуле.
• Л.С.Коловрат-Червинский составил «Таблицы констант радиоактивных веществ», включавшие все известные к тому времени радиоэлементы (приводились данные о периодах полураспада, типах излучения, величинах пробега a-частиц и коэффициентах поглощения b- и g-лучей).
• По предложению В.И.Вернадского образована специальная комиссия по радиевой проблеме. 10 ноября Вернадский представил докладную записку, где обосновал необходимость изучения радиоактивных руд Урала, Сибири и Средней Азии; 23 ноября комиссия одобрила предложения Вернадского. 29 декабря на Общем собрании Академии наук Вернадский произнес программную речь «Задачи дня в области радия». В частности, он говорил: «Перед нами открываются в явлениях радиоактивности источники атомной энергии, в миллионы раз превышающие все те источники сил, которые рисовались человеческому воображению».
• В марте Е.С.Бурксер организовал в Одессе радиологическую лабораторию с целью измерения радиоактивности атмосферы, вод, целебных грязей, минералов и руд Украины, Крыма и Кавказа.
• В.А.Кистяковский составил и теоретически обосновал последовательность электродных потенциалов металлов.
• С.В.Лебедев получил первый образец синтетического бутадиенового каучука.
• П.И.Вальден ввел понятие «сольволиз».
• В.Н.Ипатьев исследовал действие промоторов в гетерогенных системах.
• Н.Д.Зелинский открыл явление дегидрогенизационного катализа.
• Н.М.Кижнер разработал метод получения индивидуальных углеводородов высокой чистоты: предложил метод синтеза гомологов циклобутана из его различных соединений с карбоксильной группой.
• Е.В.Бирон предложил формулу для выражения зависимости расширения жидкостей от температуры.
• А.Е.Порай-Кошиц разработал теорию цветности органических соединений.

1910–1912

• А.В.Раковский объяснил необратимость адсорбции для систем, проявляющих гистерезис.

1911

• М.С.Вревский установил зависимость изменения состава пара растворов от теплот испарения компонентов с повышением температуры.
• В.Н.Ипатьев применил многокомпонентные катализаторы.
• П.П.Федотьев разработал физико-химические основы производства алюминия электролизом расплава криолита.
• С.В.Лебедев и Н.А.Скавронская получили полибутадиен.
• Н.Д.Зелинский открыл явление необратимого катализа, или диспропорционирования, углеводородов ряда циклогексена и циклогексадиена.
• Н.М.Кижнер получил каран [4,7,7-триметилбицикло(4.1.0)гептан].
• Совет «Общества содействия успехам опытных наук и их практических применений имени Х.С.Леденцова» ассигновал средства на исследования радиоактивных пород (3000 руб.).

1911–1913

• А.В.Раковский существенно развил термодинамическую теорию гистерезиса Дюгема.

1912

• Н.С.Курнаков и С.Ф.Жемчужный подвели итог применению различных физико-химических методов для исследования равновесных систем, ввели понятие «сингулярные точки» на диаграммах «состав–свойства».
• Н.С.Курнаков и А.И.Глазунов предложили термин «бертоллиды» для обозначения «самостоятельных твердых фаз переменного состава, которые проявляют резкие изменения физико-химических свойств, но не могут быть отнесены к определенным химическим соединениям».
• Л.В.Писаржевский установил зависимость термодинамики реакций в растворах от способности реагирующих веществ к образованию сольватов.
• Н.М.Кижнер разработал универсальный способ синтеза углеводородов циклопропанового ряда.

1913

• Н.С.Курнаков и С.Ф.Жемчужный ввели термин «физико-химический анализ»: это «пограничная область химического знания, которая имеет целью определение природы одно- и поликомпонентных систем на основании изучения соотношений между составом и физико-химическими свойствами».
• А.А.Байков применил метод физико-химического анализа для изучения процесса схватывания цемента.
• Г.В.Вульф (независимо от У.Л.Брэгга) вывел основное уравнение рентгеноструктурного анализа.
• Л.В.Писаржевский и С.В.Даин разработали электронную теорию окислительно-восстановительных реакций.
• А.В.Думанский с сотрудниками применил метод центрифугирования для определения размеров коллоидных частиц.
• В.Н.Ипатьев синтезировал метан прямой гидрогенизацией углерода.
• А.Е.Фаворский осуществил реакцию перегруппировки a-галогенкетонов в карбоновые кислоты или их эфиры (перегруппировка Фаворского).
• Б.В.Бызов получил бутадиен пиролизом нефтяного сырья. В.А.Измаильский развил понятие «мезомерия».

1914

• Н.С.Курнаков показал, что «химический индивид, принадлежащий определенному химическому соединению, представляет фазу, которая обладает сингулярными, или дальтоновскими, точками на линии ее свойств». Назвал определенные соединения «дальтонидами».
• Вл.И.Спицын в лаборатории неорганической и физической химии Московского университета разработал комплекс задач практикума по радиоактивности.

1915

• Е.В.Бирон ввел представления о вторичной периодичности изменения свойств химических элементов в периодической системе.
• И.И.Остромысленский и Ф.Ф.Кошелев осуществили полимеризацию изопрена под действием света.
• И.И.Андреев разработал способ получения азотной кислоты окислением аммиака на платиновом катализаторе.

1916

• В.А.Кистяковский установил соотношение между молекулярной теплотой испарения и объемом пара при температуре кипения.
• Л.В.Писаржевский предложил термодинамическую теорию гальванического элемента.
• А.М.Беркенгейм разработал теоретические направления электронной химии органических соединений.
• Н.И.Курсанов открыл перегруппировку алкильных эфиров фенолов в алкилфенолы.
• М.А.Ракузин предложил классификацию процессов адсорбции.
• Н.Д.Зелинский и Э.Л.Кумант сконструировали противогаз.

1917

• Вл.И.Спицын впервые в России применил радиоактивные индикаторы для изучения химических свойств веществ (растворимости солей тория в кислотах).
• Р.Ф.Холлман разработал термодинамическую теорию двойных конденсированных систем.

Досье на вещества

Химические элементы в организме человека

Юрий Кукушкин, СПбГУ, Химический факультет

Все живые организмы на Земле, в том числе и человек, находятся в тесном контакте с окружающей средой. Пищевые продукты и питьевая вода способствуют поступлению в организм практически всех химических элементов. Они повседневно вводятся в организм и выводятся из него. Анализы показали, что количество отдельных химических элементов и их соотношение в здоровом организме различных людей примерно одинаковы. Мнение о том, что в организме человека можно обнаружить практически все элементы периодической системы Д.И. Менделеева, становится привычным. Однако предположения ученых идут дальше – в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет какую-то биологическую функцию. Вполне возможно, что эта гипотеза не подтвердится. Однако по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль все большего числа химических элементов. Несомненно, время и труд ученых прольют свет и на этот вопрос.

Биоактивность отдельных химических элементов

Экспериментально установлено, что в организме человека металлы составляют около 3% (по массе). Это очень много. Если принять массу человека за 70 кг, то на долю металлов приходится 2,1 кг. По отдельным металлам масса распределяется следующим образом: кальций (1700 г), калий (250 г), натрий (70 г), магний (42 г), железо (5 г), цинк (3 г). Остальное приходится на микроэлементы. Если концентрация элемента в организме превышает 10–2%, то его считают макроэлементом. Микроэлементы находятся в организме в концентрациях 10–3...10–5%. Если концентрация элемента ниже 10–5%, то его считают ультрамикроэлементом. Неорганические вещества в живом организме находятся в различных формах. Большинство ионов металлов образуют соединения с биологическими объектами. Уже сегодня установлено, что многие ферменты (биологические катализаторы) содержат ионы металлов. Например, марганец входит в состав 12 различных ферментов, железо – в 70, медь – в 30, а цинк – более чем в 100. Естественно, что недостаток этих элементов должен сказаться на содержании соответствующих ферментов, а значит, и на нормальном функционировании организма. Таким образом, соли металлов совершенно необходимы для нормального функционирования живых организмов. Это подтвердили и опыты по бессолевой диете, которая применялась для кормления подопытных животных. Для этой цели многократным промыванием водой из пищи удаляли соли. Оказалось, что питание такой пищей приводило к гибели животных.

Рассмотрим имеющуюся на сегодняшнее время информацию о химических элементах, которые входят в биологические системы и оказывают на них определенное влияние. Прежде всего нужно указать на шесть элементов, атомы которых входят в состав белков и нуклеиновых кислот: углерод, водород, азот, кислород, фосфор, сера. Далее следует выделить двенадцать элементов, роль и значение которых для жизнедеятельности организмов известны: хлор, иод, натрий, калий, магний, кальций, марганец, железо, кобальт, медь, цинк, молибден. В литературе имеются указания на проявление биологической активности ванадием, хромом, никелем и кадмием. Таким образом, уже сейчас известно 22 биоэлемента. Во всех перечисленных случаях биологическая активность понимается как необходимость элемента для выполнения той или иной жизненно важной функции. Имеется большое число элементов, являющихся ядами для живого организма, например ртуть, таллий, свиней и др. Они оказывают неблагоприятное биологическое влияние, но без них организм может функционировать. Существует мнение, что причина действия этих ядов связана с блокированием определенных групп в молекулах протеинов или же с вытеснением из некоторых ферментов меди и цинка. Бывают элементы, которые в относительно больших количествах являются ядом, а в низких концентрациях оказывают полезное влияние на организм. Например, мышьяк является сильным ядом, нарушающим сердечно-сосудистую систему и поражающим печень и почки, но в небольших дозах он прописывается врачами для улучшения аппетита человека. Ученые считают, что микродозы мышьяка повышают устойчивость организма к действию вредных микробов.

Широко известно сильное отравляющее вещество иприт S(CH2CH2Сl)2. Однако в разбавленном в 20000 тыс. раз вазелином под названием «Псориазина» его применяют против чешуйчатого лишая. Современная фармакотерапия пока еще не может обойтись без значительного числа лекарственных средств, в состав которых входят токсичные металлы. Как здесь не вспомнить поговорку, что в малых количествах лечит, а в больших – калечит.

Интересно, что хлорид натрия (поваренная соль) в десятикратном избытке в организме по сравнению с нормальным содержанием является ядом. Кислород, необходимый человеку для дыхания, в высокой концентрации и особенно под давлением оказывает ядовитое действие. Из этих примеров видно, что концентрация элемента в организме иногда играет весьма существенное, а порой и катастрофическое значение. Железо входит в состав гемоглобина крови, а точнее в красные пигменты крови, обратимо связывающие молекулярный кислород. У взрослого человека в крови содержится около 2,6 г железа. В процессе жизнедеятельности в организме происходит постоянный распад и синтез гемоглобина. Для восстановления железа, потерянного с распадом гемоглобина, человеку необходимо суточное поступление в организм около 25 мг. Недостаток железа в организме приводит к заболеванию – анемии. Однако избыток железа в организме тоже вреден. С ним связан сидероз глаз и легких – заболевание, вызываемое отложением соединений железа в тканях этих органов. Недостаток в организме меди вызывает деструкцию кровеносных сосудов. Кроме того, считают, что его дефицит служит причиной раковых заболеваний. В некоторых случаях поражение раком легких у людей пожилого возраста врачи связывают с возрастным снижением меди в организме. Однако избыток меди приводит к нарушению психики и параличу некоторых органов (болезнь Вильсона). Для человека вред причиняют лишь большие количества соединений меди. В малых дозах они используются в медицине как вяжущее и бактериостазное (задерживающее рост и размножение бактерий) средство. Так, например, сульфат меди (II) CuSO4 используют при лечении конъюнктивитов в виде глазных капель (0,25%-ный раствор), а также для прижиганий при трахоме в виде глазных карандашей (сплав сульфата меди (II), нитрата калия, квасцов и камфоры). При ожогах кожи фосфором производят ее обильное смачивание 5%-ным раствором сульфата меди (II).

Давно замечено бактерицидное (вызывающее гибель различных бактерий) свойство серебра и его солей. Например, в медицине раствор коллоидного серебра (колларгол) применяют для промывания гнойных ран, мочевого пузыря при хронических циститах и уретритах, а также в виде глазных капель при гнойных конъюнктивитах и бленнорее. Нитрат серебра AgNO3 в виде карандашей применяют для прижигания бородавок, грануляций и т.п. В разбавленных растворах (0,1...0,25%-ные) его используют как вяжущее и противомикробное средство для примочек, а также в качестве глазных капель. Ученые считают, что прижигающее действие нитрата серебра связано с его взаимодействием с белками тканей, что приводит к образованию белковых солей серебра – альбуминатов.

В настоящее время бесспорно установлено, что всем живым организмам присуще явление ионной асимметрии – неравномерное распределение ионов внутри и вне клетки. Например, внутри клеток мышечных волокон, сердца, печени, почек имеется повышенное содержание ионов калия по сравнению с внеклеточным. Концентрация ионов натрия, наоборот, выше вне клетки, чем внутри нее. Наличие градиента концентраций калия и натрия – экспериментально установленный факт. Исследователей волнует загадка о природе калий-натриевого насоса и его функционирования. На разрешение этого вопроса направлены усилия многих коллективов ученых как в нашей стране, так и за рубежом. Интересно, что по мере старения организма градиент концентраций ионов калия и натрия на границе клетки падает. При наступлении смерти концентрация калия и натрия внутри и вне клетки сразу же выравнивается.

Биологическая функция ионов лития и рубидия в здоровом организме пока не ясна. Однако имеются сведения, что введением их в организм удается лечить одну из форм маникально-депрессивного психоза. Биологам и медикам хорошо известно, что важную роль в организме человека играют гликозиды. Некоторые природные гликозиды (извлекаемые из растений) активно действуют на сердечную мышцу, усиливая сократительные функции и замедление ритма сердца. При попадании в организм большого количества сердечного гликозида может произойти полная остановка сердца. Ионы некоторых металлов влияют на действие гликозидов. Например, при введении в кровь ионов магния действие гликозидов на сердечную мышцу ослабляется. Ионы кальция, наоборот, усиливают действие сердечных гликозидов.

Наиболее известные яды

Из истории и художественной литературы известно, что в прошлом в качестве ядов злоумышленники широко использовали мышьяк, сулему, цианистый калий. Нужно сразу отметить, что в организм человека яды могут попасть не только по злому умыслу, но и в процессе своей профессиональной деятельности при нарушении условий труда и техники безопасности. Как уже было сказано, в малых количествах даже самые страшные яды могут быть полезны человеку и потому применяются в медицине. Яды также используют для борьбы с грызунами, для протравы семян и т.д. Полностью отказаться от ядов пока человек не может. Поэтому полезно знать их опасность, симптомы отравления и меры первой помощи.

Мышьяк попадает в организм чаще всего не в элементной форме, а в виде соединений. Хроническое отравление (при поступлении в организм в малых дозах, но в течение длительного времени) проявляется в раздражении слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. Кроме того, появляется непроходящий насморк, кашель, конъюнктивит, кровохарканье, а в более тяжелых случаях присоединяются симптомы поражения центральной нервной системы. Соединения мышьяка оказывают раздражающее действие на кожу. При длительных действиях они могут вызвать образование злокачественных опухолей.

При остром отравлении, т.е. при попадании в желудок в большой дозе, появляется металлический привкус во рту, наблюдается затруднение глотания, вызывается рвота и проявляются сильные боли в животе с последующим поносом. При очень сильных отравлениях может развиться паралитическая форма – судороги различных мышц, потеря сознания, паралич сосудодвигательного и дыхательного центров. Все эти симптомы вызваны тем, что соединения мышьяка являются сильными капилляротоксическими ядами. Они вызывают увеличение проницаемости сосудистых стенок и паралич капилляров. Кроме того, при отравлениях мышьяком нарушаются обмен веществ и функция центральной и периферической нервной системы. При оказании помощи в случаях отравления соединениями мышьяка проводят промывание желудка теплой водой и взвесью в воде оксида магния (магнезии), вводят антидоты (см. далее), немедленно и обязательно госпитализируют.

Следует отметить, что понос – частая реакция организма на отравление. С древних времен при отравлениях широко использовали лекарства, вызывающие рвоту, понос, усиленное мочеотделение, потоотделение, слюновыделение. Этими путями стремились вывести из организма ядовитые вещества.

Следует также отметить, что непосредственный контакт соединений мышьяка с тканями, в частности As2O3, приводит к их гибели без предшествующего раздражения. Иными словами, гибель тканей протекает почти безболезненно. Это свойство соединений мышьяка и, в частности Аs2O3, используют в стоматологической практике для удаления нейронов (нервной ткани). Для этого на обнаженную пульпу зуба (ткань, содержащую нервы, кровеносные и лимфатические сосуды) наносят кусочек пасты величиной с булавочную головку. Содержащийся в ней Аs2O3 диффундирует в пульпу и через 24...48 ч нерв погибает.

Соединения селена также ядовиты и по этим свойствам напоминают соединения мышьяка. Неспроста в периодической системе Д.И. Менделеева эти два элемента находятся рядом. Ртуть – при комнатных температурах легкоподвижная жидкость. Для металлов она относительно легко испаряется, а пары ртути чрезвычайно ядовиты. Поскольку ртуть содержится в медицинских термометрах, то с нею человек может столкнуться в домашних условиях. Разбитый термометр и вылившаяся, но не собранная ртуть может представить опасность для здоровья человека. Характерными признаками ртутного отравления является слюнотечение, своеобразное покраснение десен и размягчение зубов. Появляется тяжелое нервное расстройство: головная боль, нарушение пищеварения, дрожание рук и головы. При слабом отравлении появляется вялость, бессонница, ослабление памяти.

Восприимчивость к отравлению ртутью различных людей может весьма сильно отличаться. Некоторые люди испытывают симптомы отравления даже от металлических зубных пломб, состоящих из амальгамированной меди. Некоторые соединения ртути также чрезвычайно ядовиты. Известно, что ионы ртути (II) способны прочно соединяться с белками. Ядовитое действие хлорида ртути (II) HgCl2 (сулемы) проявляется прежде всего в некрозе (омертвлении) почек и слизистой оболочки кишечника. В результате ртутного отравления почки теряют способность выделять из крови продукты жизнедеятельности организма. Интересно, что хлорид ртути (I) Hg2Cl2 (древнее название каломель) безвреден для организма человека. Вероятно, это объясняется чрезвычайно низкой растворимостью соли, в результате чего ионы ртути не попадают в заметных количествах в организм.

При хроническом отравлении ртутью и ее соединениями проявляются нервные нарушения, бывает повышенная психическая возбудимость, вегетативные сдвиги, проявляющиеся в непроизвольном движении мышц лица с его покраснением. Отравление проявляется в потливости и красном дермографизме (при слабом нанесении штриха на коже появляется красная полоса). При хроническом отравлении появляется так называемый ртутный тремор – вначале мелкое дрожание пальцев рук, затем резкое усиление, дрожание всего тела, непроизвольные движения.

При остром отравлении появляется повышение температуры, озноб, воспаление дыхательных путей и легких; наблюдается слюнотечение, набухание и слюноточивость десен. Все это сопровождается потерей аппетита, тошнотой, рвотой, болями в животе, кровянистым поносом, головными болями, расстройством речи, изменением походки. Лечение при отравлении ртутью включает покой, прием антидотов и витаминов. Рекомендуют принимать яичный белок и молоко. Содержащиеся в этих продуктах белки связывают ртуть, локализуют ее в полости желудка, а затем выводят из организма.

Цианистый калий (цианид калия) KCN – соль синильной кислоты HCN. Оба соединения являются быстродействующими и сильными ядами. Ядовитые свойства синильной кислоты начали использовать задолго до того, как она была идентифицирована и выделена в чистом виде. Отметим, что в небольших количествах синильная кислота часто встречается в растительном мире. Наиболее известен в этом отношении горький миндаль. В семенах миндаля содержится органическое соединение амигдалин, который расщепляется на виноградный сахар, бензальдегид (масло горького миндаля) и синильную кислоту. Расщепление протекает под действием имеющегося в горьком миндале энзима – эмульсина. Этот процесс протекает самопроизвольно без вмешательства человека. Таким образом, в семенах миндаля, персика, абрикоса, вишни и других растений в небольших количествах всегда имеется синильная кислота. Современные клинические наблюдения показали, что отравление со смертельным исходом наступает после употребления около 100 очищенных ядер абрикосов. Древнегреческие жрецы умели извлекать синильную кислоту из листьев персика. Возможно, теперь Вам станут понятными такие выражения, как «наказание персиком», «не преступай – иначе умрешь от персика». Для человека смертельная доза синильной кислоты составляет всего лишь 50 мг.

При остром отравлении синильной кислотой и ее солями теряется сознание, наступает паралич дыхания и сердца. На начальной стадии отравления человек испытывает головокружение, ощущение давления во лбу, острую головную боль, учащенное дыхание, сердцебиение. Первая помощь при отравлении синильной кислотой и ее солями – свежий воздух, кислородное дыхание, тепло. Противоядиями являются нитрит натрия NaNO2 и органические нитросоединения: амилнитрит C5H11ONO и пропилнитрит C3H7ONO. Считают, что действие нитрита натрия сводится к превращению гемоглобина в мета-гемоглобин. Последний прочно связывает цианидные ионы в цианметагемоглобин. Этим путем дыхательные ферменты освобождаются от цианидных ионов, что и приводит к восстановлению дыхательной функции клеток и тканей.

В качестве противоядий на синильную кислоту широко используют серосодержащие соединения: коллоидную серу, тиосульфат натрия Na2S2O3, тетратионат натрия Na2S4O6, а также серосодержащие органические соединения, в частности, аминокислоты – глутатион, цистеин, цистин. Синильная кислота и ее соли при взаимодействии с серой превращаются в тиоцианаты в соответствии с уравнением
HCN + S = HNCS Тиоцианаты же совершенно безвредны для человеческого организма. С давних пор при опасности отравления цианидами рекомендовалось держать за щекой кусочек сахара. В 1915 г. немецкие химики Рупп и Гольце показали, что глюкоза взаимодействует с синильной кислотой и некоторыми цианидами с образованием нетоксичного соединения циангидрина глюкозы. Cчитают, что это обстоятельство было причиной неудачной попытки отравить Распутина в 1916 г. в доме Юсупова добавлением цианида калия в сладкие пирожные, к которым он питал слабость.

Свинец и его соединения являются довольно сильными ядами. Подумать страшно, что еще в начале текущего столетия водопроводные трубы в городах изготавливали из свинца. Затем их постепенно заменяли железными. В Санкт-Петербурге замена свинцовых труб в старых домах была завершена лишь в 50-х годах текущего столетия.

В организме человека свинец накапливается в костях, печени и почках. Ученые считают, что свинец является синергистом (от греч. synergos – вместе действующий) и способствует увеличению токсичности других металлов. Симптомами свинцового отравления служит серная кайма на деснах («свинцовая кайма»), бледность лица и губ, запоры, потеря аппетита. При остром отравлении появляются сильные боли в области живота («свинцовые колики»), параличи или боли в суставах, судороги, обмороки.

Весьма токсичны соединения химического элемента таллия, который относят к числу редких. Этот элемент является кумулятивным ядом. Под кумуляцией в медицине понимают накопление в организме веществ и вследствие этого усиление их действия. Токсичность соединений таллия принимают в четыре раза выше токсичности соединений мышьяка (III). Соединения таллия воздействуют на центральную нервную систему, на органы пищеварения и почки. Характерным признаком отравления таллием является выпадение волос. Первая помощь при отравлении – промывание желудка водой с активированным углем и 0,3%-ным раствором тиосульфата натрия Na2S2O3. В медицине на основе соединений таллия готовят препараты для удаления волосяного покрова. Уместно опять же отметить, что опасные для здоровья человека химические элементы – ртуть, таллий и свинец – расположены в периодической системе рядом.

Следует указать, что все цветные и особенно тяжелые (расположенные в конце периодической системы) металлы в количествах выше допустимых ядовиты. На них существуют нормы предельно допустимых концентраций (ПДК). Здесь нет возможности остановиться на вредном воздействии всех этих элементов и симптомах отравления. Интересующиеся данными вопросами могут обратиться к специальной литературе. Автор же описал наиболее опасные и наиболее известные в этом отношении химические элементы и их соединения. Следует отметить лишь еще одно важное обстоятельство. Ученые установили, что токсичность солей металлов в мягкой воде, как правило, гораздо выше, чем в жесткой. Для тех, кто вынужден пользоваться для приготовления пищи жесткой водой, появляется хоть какое-то утешение.

Углекислый газ в больших количествах содержится в организме человека и потому не может быть ядовитым. За 1 ч взрослый человек выдыхает примерно 20 л (около 40 г) этого газа. При физической работе количество выдыхаемого углекислого газа увеличивается до 35 л. Он образуется в результате сгорания в организме углеводов и жиров. Однако при большом содержании CO2 в воздухе наступает удушье из-за недостатка кислорода. Максимальная продолжительность пребывания человека в помещении с концентрацией CO2 до 20% (по объему) не должна превышать 2 ч. В Италии имеется получившая широкую известность пещера («Собачья пещера»), в которой человек стоя может находиться длительное время, а забежавшая туда собака задыхается и гибнет. Дело в том, что примерно до пояса человека пещера заполнена тяжелым (по сравнению с азотом и кислородом) углекислым газом. Поскольку голова человека находится в воздушном слое, то он не ощущает никаких неудобств. Собака же при ее росте оказывается в атмосфере углекислого газа и потому задыхается.

Врачи и биологи установили, что при окислении в организме углеводов до воды и углекислого газа на одну затраченную молекулу кислорода выделяется одна молекула CO2. Таким образом, отношение выделенного CO2 к поглощенному O2 (величина дыхательного коэффициента) равна единице. В случае окисления жиров дыхательный коэффициент равен примерно 0,7. Следовательно, определяя величину дыхательного коэффициента, можно судить, какие вещества преимущественно сгорают в организме. Экспериментально установлено, что при кратковременных, но интенсивных мышечных нагрузках энергия получается за счет окисления углеводов, а при длительных – преимущественно за счет сгорания жиров. Полагают, что переключение организма на окисление жиров связано с истощением резерва углеводов, что обычно наблюдается через 5...20 мин после начала интенсивной мышечной работы.

Антидоты

Выведение из организма токсических веществ, в том числе и соединений металлов, происходит через органы пищеварения, различные железы (потоотделения, слюноотделения), легкие, но особенно через почки. Поэтому при многих отравлениях с помощью специальных средств вызывают усиление мочеотделения, что способствует удалению из организма с мочой ядовитых соединений. В медицине для их выведения используют природные или синтетические химические вещества, называемые антидотами. Антидоты – вещества, устраняющие последствия воздействия ядов на биологические структуры и инактивирующие яды посредством химической реакции. Механизм их действия при отравлении солями металлов (неорганическими ядами) связывают с образованием малорастворимых или очень прочных соединений. Так, еще в 1806 г. в качестве лечебного средства при отравлении барием были предложены глауберова соль Na2SO4•10H2O и сульфат магния MgSO4. При взаимодействии с солями бария они приводят к образованию сульфата бария, который вследствие малой растворимости не является ядовитым. Известно, что при рентгенологическом исследовании желудка пациента кормят кашей из сульфата бария, замешенного на воде. Как уже было отмечено, сулема HgCl2 является сильнейшим ядом. Хорошо известно, что ртуть (II) образует исключительно малорастворимый сульфид HgS. Поэтому антидотом против сулемы используют раствор сульфида натрия и магния. Желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6] образует малорастворимые соединения с ионами многих тяжелых металлов. Это свойство используют на практике для лечения отравлений солями тяжелых металлов. Хорошим антидотом при отравлениях соединениями мышьяка, ртути, свинца, кадмия, никеля, хрома, кобальта и других металлов является унитиол Он образует прочные хелатные соединения. В виде таких соединений ионы металла и выводятся из организма. Весьма прочные соединения с ионами различных металлов образуют комплексоны, например этилендиаминтетрауксусная кислота.

Обычно такие соединения обладают очень высокой прочностью. Это означает, что комплексоны могут «отнимать» ионы металлов от биологических систем. По этой причине ЭДТА является хорошим антидотом на соединения свинца и соединения других металлов. Однако при использовании унитиола и комплексонов следует остерегаться передозировки. При их избытке могут связываться, а затем и выводиться из организма жизненно важные микроэлементы.

Новости, открытия, сенсации...

Скорость света не постоянна!

О том, что эта скорость теоретически может быть непостоянной - физики размышляли давно. Однако до сих пор надежных доказательств не было. И вот теперь физики Стив Ламоро и Джастин Торгерсон из американской национальной лаборатории в Лос-Аламосе опубликовали результаты исследования, являющегося весомым доводом в пользу предположения о непостоянстве скорости света. Речь идет не о скачках скорости света, а об изменении важнейшей константы - скорости света в вакууме, причем - на протяжении всего развития Вселенной.

Выявить это физики пытаются с помощью вычислений величины альфы - так называемой постоянной тонкой структуры. Она равна примерно 0.00729735. Альфа обратно пропорциональна скорости света, а также зависит от заряда электрона и постоянной Планка. Но две последние величины рассматриваются физиками как надежные константы (хотя, строго говоря, это допущение).Таким образом, колебания в космологических масштабах альфы должны указать на колебания скорости света. Первый вызов альфе прозвучал еще в 1998 году. Виктор Флэмбаум из австралийского университета Нового Южного Уэльса измерял прохождение излучения от далеких квазаров через межзвездные газовые облака. Тогда были получены признаки, что альфа 12 млрд. лет назад была существенно меньше. Итак, вполне возможно, что альфа - читай скорость света - меняется все время - только очень плавно. По некоторым теориям изменение это может носить и волнообразный характер с гигантскими космологическими периодами повышения и понижения скорости света. Позже вывод австралийца подвергли сомнению. В частности, наблюдения за ядерными реакциями говорят о постоянстве альфы с точностью до внушительного знака после запятой. Однако и это, в свою очередь, было поставлено под сомнение.

Ключевой момент для понимания ситуации - мировая константа альфа влияет на распределение различных изотопов в ядерных превращениях. В Габоне существует единственный в мире естественный ядерный реактор, названный по ближайшему местечку - Oklo, который образовался 2 млрд. лет назад в концентрированных урановых рудах глубоко под землей. Реактор "работал" сотни тысяч лет, нагревая породы, выделяя радиацию и вырабатывая изотопы, но сейчас уже давно "остановлен". Анализ "продукции" этого реактора проводили и ранее. Но ученые из Лос-Аламоса усомнились в корректности прошлых вычислений и решили вновь их проверить. Сенсационный результат удивил даже самих исследователей. Оказалось, что с той поры, когда работал этот реактор, и до нашего времени альфа немного уменьшилась (в восьмом знаке после запятой), а скорость света, соответственно, возросла. Учитывая, что точность определения (вычисления) альфы достигает 15-го знака, изменение, обнаруженное американцами огромно.

Безусловно, для признания этих результатов, которые произведут революцию в физике, требуются многочисленные проверки. Но некоторые физики уже сейчас приняли бы разжалование альфы из констант с радостью. Переменная альфа повышает шансы на признание теории струн, дополнительные пространственные измерения и прочие умозрительные материи, представляющие сегодня передний край физики и, которые, вероятно, потребуют от человечества пересмотра многих устоявшихся представлений. Об этом сообщает MEMBRANA.Ru.

Столетие нулевой группы

Д.Н.Трифонов

Для совокупного названия газообразных элементов с самого начала употреблялись два термина: благородные и инертные газы; они используются и поныне. Первый был введен У.Рамзаем. Он предлагал и название «редкие», поскольку эти элементарные составляющие природы относятся к числу наименее распространенных (Рамзай однажды заметил, что ксенона в атмосфере во много раз меньше, чем золота в морской воде). Предлагалось также именовать их «аэрофилами» («воздухолюбивыми»). Все это оказалось, так сказать, издержками терминологии. Эпитет «инертные» был основательно поколеблен, когда в 1960-х гг. удалось получить истинные химические соединения ксенона, криптона (главным образом фториды), а позднее и радона.

В статье будем пользоваться названием «благородные газы». Оно было введено по аналогии с «благородными металлами» – элементами семейства платины, изначально размещавшимися в VIII группе. Тем более что в настоящее время нулевая группа в периодической системе упразднена, а гелий и его аналоги включены в главную подгруппу восьмой группы. О том, насколько это обосновано, речь пойдет дальше.

В марте 1900 г. Берлинская академия наук отмечала 200-летний юбилей. Среди гостей были У.Рамзай и Д.И.Менделеев. При встрече они обсудили проблему благородных газов. Позднее Менделеев писал: «Если считать аргон и его спутников за самостоятельные химические элементы, то их – вследствие их неспособности образовывать солеобразные соединения типа RXⁿ... – дoлжно поместить в особую группу, так сказать, нулевую, предшествующую группе I-й... и составляющую переход от галоидов... Такое соображение, отвечающее тому, что мне лично было высказано Рамзаем (19 марта 1900 г.), находится в согласии с тем, что аргон и его аналоги показывают при их опытном изучении. Все они суть одноатомные газы. Их атомные веса стоят между атомными весами галогенов (VII группа) и щелочных металлов (I группа)» [1, c. 520].

Менделеев и Рамзай не знали, что 5 марта на заседании Бельгийской академии наук выступил с докладом исследователь Л.Эррера. Он говорил о связи между атомными весами элементов и их магнитными свойствами. Эррера давно интересовался подобного рода зависимостями и даже посылал оттиски своих работ Менделееву. В своем докладе он продемонстрировал таблицу элементов, в которой впервые все благородные газы были включены в отдельную нулевую группу. Спустя два года Менделеев заметил: «Сколь мне известно, в литературе предмета первое упоминание нулевой группы было сделано г. Эррера в заседании 5 марта 1900 г. в Бельгийской академии... Это положение аргоновых аналогов в нулевой группе составляет строго логическое следствие понимания периодического закона...» [см. 1, c. 491].

Нулевую группу сам Менделеев впервые поместил в таблицу, приложенную к работе «Попытка химического понимания мирового эфира» (ноябрь, 1902); затем такая таблица появилась в 8-м издании «Основ химии» (1906).

В первые два десятилетия XX в. нулевую группу, как правило, помещали в левой части таблицы перед щелочными металлами. Такой графический прием не встречал возражений. Ведь само понятие «период» не имело строгого определения. Было не важно, начинается он благородным газом или щелочным металлом.

Только после разработки квантовой модели атомов и создания теории периодической системы стало ясно, что именно благородные газы завершают периоды. В результате нулевая группа разместилась после седьмой. Она в значительной степени способствовала упрочению структуры периодической системы. Можно было с гораздо большей уверенностью утверждать, сколько элементов содержится в ее периодах: в первом – 2, во втором и в третьем – по 8, в четвертом и пятом – по 18. Эти числа выстраивались в гармоничный математический ряд: 2 · 1², 2 · 2², 2 · 3²... По аналогии шестой и седьмой периоды должны были содержать по 32 (2 · 4²) элемента. Эти числа давали повод для математического описания периодической системы.

Шведский физик И.Ридберг заметил: «числа 2, 8, 18 играют большую роль в системе». В 1914 г. он построил математические ряды, представляющие удвоенные суммы квадратов натуральных чисел. Каждая из них выражала порядковый номер благородного газа в таблице Менделеева:

Z₁(He) = 2•1² = 2,
Z₂(Ne) = 2(1² + 2²) = 10,
Z₃(Ar) = 2(1² + 2² + 2²) = 18,
Z₄(Kr) = 2(1² + 2² + 2² + 3²) = 36,
Z₅(Xe) = 2(1² + 2² + 2² + 3² + 3²) = 54,
Z₆(Rn) = 2(1² + 2² + 2² + 3² + 3² + 4²) = 86.

Таким образом, Ридберг вывел аналитические уравнения для определения значений Z, cоответствующих элементам, которыми завершается период. Впоследствии математической интерпретации явления периодичности отдавали должное многие исследователи [2, 3].

Вообще говоря, число 2 – первое в последовательности простых чисел — оказывается прямо-таки «магическим» для структуры периодической системы и построения электронных конфигураций атомов. В самом деле количества электронов в соответствующих оболочках определяются как 2n² (n – номер оболочки, равный главному квантовому числу). В подоболочках содержится 2(2l + 1) электронов; здесь l — орбитальное квантовое число. Спиновое квантовое число ms принимает только два значения: –1/2 и +1/2.
В периодической системе «емкости» периодов, за исключением первого, попарно повторяются. Формулы определения количества элементов в периодах (они различаются для четных и нечетных) также содержат двойку. Перечень подобных примеров можно продолжить. Однако это тема специального исследования, и не будем в нее углубляться.

Неспособность благородных газов вступать в химические взаимодействия стали объяснять тем, что внешние оболочки их атомов, содержащие 2 (гелий) и 8 электронов, представляют особо устойчивые структуры. Понятие электронного «октета» оказалось исходной точкой для разработки электронных теорий химической связи – ионной и ковалентной. Они имели важнейшее значение для развития теоретической химии. Понятие о «благородногазовых» конфигурациях атомов послужило одной из точек опоры для разработки теории периодической системы.

Одна из характерных особенностей химии ХХ в. – ее ярко выраженная дифференциация – разделение на множество самостоятельных химических дисциплин. Так, в неорганической химии четко обособились разделы, связанные с изучением отдельных элементов или их совокупностей, например химия фтора, химия фосфора, химия платиновых металлов, химии редкоземельных и трансурановых элементов.

Теперь можно сказать, что сюда добавилась химия благородных газов.

Еще в 1916 г. В.Коссель обратил внимание, что ионизационные потенциалы благородных газов заметно уменьшаются по мере увеличения Z, поэтому при определенных условиях можно было рассчитывать на получение фторидов ксенона.

В 1933 г. Л.Полинг уже более определенно заявлял о возможности существования XeF₆, XeF₈ и даже KrF₈. Он поручил своему сотруднику Д.Иосту провести синтез фторида ксенона. Эксперимент окончился неудачей, и почти три десятилетия все оставалось по-прежнему.

И вот в 1962 г. химики Н.Бартлетт и Дж.Ломан установили: газообразный гексафторид платины PtF₆ – сильнейший из всех известных окислителей, настолько сильный, что может отнимать электрон у молекулярного кислорода. В результате было получено твердое вещество красного цвета – диоксигенилгексафторплатинат O₂⁺[PtF₆]^–, – которое содержало молекулярный катион кислорода O₂⁺.

Как вспоминал Бартлетт, он принял во внимание, что ионизационные потенциалы ксенона (12,13 В) и радона (10,7 В) очень близки этой величине для кислорода (12,2 В). Эксперименты с радоном представляли исключительные трудности из-за его короткого времени жизни и сильной a-активности.

Ксенон же был подходящим объектом. Оказалось, что он окисляется гексафторидом платины так же легко, как кислород. В результате Бартлетт синтезировал твердое оранжево-желтое вещество – гексафторплатинат ксенона Xe⁺[PtF₆]^–. Фактически это и было первое химическое соединение благородного газа.

Так нашелся «ключ» к получению фторидов ксенона. В течение короткого времени в Аргоннской национальной лаборатории (г. Ламонт, близ Чикаго, США) один за другим появились на свет XeF₂, XeF₄ и XeF₆. Были также опубликованы сообщения о получении фторидов криптона и радона. Процесс рождения химии благородных газов оказался настолько стремительным, что уже спустя девять месяцев после синтеза Xe⁺[PtF₆]– в США состоялась представительная конференция, на которой было сделано более 50 докладов [4].

Буквально в одночасье рухнул миф о том, что благородные газы являются «химическими мертвецами». В настоящее время известно более 200 химических производных ксенона, криптона, а также радона.

«Кошмар фторидов ксенона» – так охарактеризовал стремительные успехи химии благородных газов один из ее пионеров. Событие, на первых порах выглядевшее сенсационным, постепенно утрачивало черты парадоксальности. На смену приходило целенаправленное экспериментальное изучение и осмысливание накапливавшихся новых фактов и сведений.

Трудно сказать, кто первым высказал идею о целесообразности упразднения нулевой группы и включения благородных газов в восьмую – в качестве ее главной подгруппы. Во всяком случае, с конца 1960-х гг. практически во всех публиковавшихся таблицах элементов использовался именно этот графический прием. На первый взгляд он представляется вполне логичным. Хотя бы потому, что тем самым устраняется известная «неполноценность» восьмой группы, которая на протяжении всей предшествующей истории периодической системы включала лишь переходные d-элементы семейств железа и платины и не содержала главной подгруппы. Теперь же вся система обретала более совершенную форму.

Однако вполне резонны доводы, которые дают основания для возражений. В самом деле, говоря о химии благородных газов, имеют в виду главным образом химию ксенона. Именно он входит в состав большинства полученных соединений. Химия криптона значительно беднее, а его производные не отличаются устойчивостью. Приготовление же соединений радона по понятным причинам связано с большими трудностями, хотя он является наиболее химически активным из благородных газов.

Что касается гелия, неона и аргона, то здесь принципиально иная ситуация. Появлялись сообщения о синтезе нескольких аргоновых соединений, притом весьма нестабильных. В отношении гелия и неона вопрос остается открытым, но, очевидно, надеяться на образование ими устойчивых химических связей с другими элементами едва ли имеет смысл. Конечно, с помощью ЭВМ можно рассчитать «энергетику» и другие параметры «виртуальных» соединений гелия и неона (кстати, подобные попытки проводились), но все это относится к области «компьютерной химии» и не имеет реального значения.

В связи с этим было бы справедливым сохранить для гелия и неона статус нулевой группы. Между прочим, в атомах этих элементов внешние электронные оболочки (K и L) являются завершенными, тогда как в атомах последующих благородных газов такие оболочки (M, N, O, P...) остаются незаполненными. При этом можно согласиться, что место аргона, криптона, ксенона и радона в главной подгруппе VIII группы соответствует действительному положению вещей.

И с п о л ь з о в а н н а я   л и т е р а т у р а

1. Менделеев Д.И. Периодический закон. Основные статьи. М.: Изд-во АН СССР, 1958.
2. Трифонов Д.Н. О количественной интерпретации периодичности. М.: Наука, 1971.
3. Трифонов Д.Н. Моделирование и модели в учении о периодичности. В сб.: Моделирование в теоретической химии. М.: Наука, 1975, с. 64–138.
4. Бартлетт Н. Благородные газы и периодическая система Д.И.Менделеева. ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1983, т. XXVIII, с. 628–636.

---

И не только химия

Птицы и млекопитающие

---

1. Удобные ноги

   Императорский пингвин, обитающий в Антарктиде, является одним из чудес царства природы В течение 64 дней и ночей, стоя на льду, температура которого часто достигает -60њ С, он держит на ногах яйцо, прикрывая его тёплой складкой живота.

2. Левша?

   Учёные исследовали медведя и обнаружили, что, подобно человеку, он может быть левшой и правшой.

3. Наполовину спящий

   Дельфин никогда не спит в полной мере, так как два полушария его мозга отключаются попеременно.

4. Большое сердце

   Африканский гигантский жираф имеет огромное сердце. При длине 60 см оно может весить почти 11 кг!

5. Обогрев

   Киты имеют толстый слой подкожного жира, который согревает их в ледяной полярной воде. Этот жир является настолько хорошим изолятором, что после гибели кита жар, выделяемый при разложении, может буквально сварить мясо животного.

6. Шалашник

   Австралийский атласный шалашник строит аллеи из веточек, принося туда различные перья, ягоды, яркие кусочки пластмассы. Все предметы в коллекции только зеленовато-синего цвета, который напоминает окраску его собственного оперения.

7. Слон

   Африканский слон - самое большое наземное животное в мире. Самая крупная особь имела рост 4 м весила приблизительно 12 т.

Материал подготовил БУТКЕВИЧ Сергей

Подписаться на рассылку "Интересные факты науки" можно здесь.

---

Это любопытно

Правила выживания в лаборатории

---

• Если вы откупорили что-либо - закупорьте.
• Если в руках у вас жидкое - не разлейте, порошкообразное - не рассыпьте, газообразное - не выпустите наружу.
• Если включили, выключите.
• Если открыли - закройте.
• Если разбили - соберите.
• Если вы не можете собрать - позовите на помощь умельца.
• Если вы не собирали , не вздумайте собирать.
• Если вы одолжили что-либо - верните.
• Если вы привели что-либо в беспорядок - восстановите статус-кво.
• Если вы сдвинули что-либо - верните на место.
• Если вы хотите воспользоваться чем-либо, принадлежащим другому, попросите разрешения.
• Если вы не знаете, как это действует, ради Бога не трогайте.
• Если это вас не касается - не вмешивайтесь.
• Если не знаете , как это делается, сразу спросит.
• Если не можете что-либо понять - почешите в затылке.
• Если все же не поймете, то и не пытайтесь.
• Если вы горите на работе, постарайтесь, чтобы у вас ничего не загорелось.
• Если у вас что-либо взорвалось, проверьте: остались ли вы живы.
• Если вы не усвоили этих правил, не входите в лабораторию.

В каждой шутке есть только доля шутки.

---

ГРИБАНОВ Василий, редактор сайта CHEMWORLD.NAROD.RU и ФЕДОРОВ Максим - журнал "Мир ХИМИИ" беседуют о своих проектах, отвечая на вопросы читателей.

---

Некоммерческая радиостанция "Планета", 5/07/2004

ГВ: Итак, мы обсуждаем будущую судьбу двух проектов, которые появились в этом году в сети, это, во-первых, сайт chemworld.narod.ru, редактором, которого являюсь я, и химический журнал "Мир Химии", который существует под руководством моего друга, Федорова Максима. Первое, что хочу отметить: аудитория этих двух проектов растет, растет, может не так быстро, как хотелось бы, но растет постоянно. Это, на мой взгляд, свидетельствует о постоянном совершенствовании журнала. По этому мой первый вопрос. В каком направлении сейчас следует двигаться твоему журналу "Мир Химии"?
ФМ: Ты знаешь, если учитывать письма и отзывы, которые приходят, то люди, конечно, благодарны нам за журнал, но некоторые говорят, что нужны перемены, в сторону отделения журнала от сайта. Поскольку не редко, а наоборот часто, в журнале публикуются материалы, которые всегда есть на сайте. Тут, наверное, действительно, поменяем. Можно сказать так: "дружить-то они будут, но концепции у них будут разные". То есть, каждый будет вести свою, специфическую деятельность.
ГВ: Хорошо, а по профилю журнала, что-нибудь будет меняться? То есть, каким он будет: академическим, реферативным, научно-популярным? Куда двигаться? Судя по последнему выпуску, ты предпочитаешь последний вариант.
ФМ: Ты знаешь, пока журнал у нас молодой, сильно менять ни чего не будем - все устаканилось: есть концепция, есть материалы, есть сотрудники-энтузиасты - и, слава Богу. Ничего радикально-кардинально менять не будем. Пока журнал "нормальный". (смеётся), т.е. я не говорил, что он был когда-то не нормальным, просто все пока есть, как есть. Пока, единственное, что будем менять - так это оформление, внешний вид. Журнал наш по дизайну еще простенький, а что делать. Постепенно, постепенно будем совершенствоваться. Что касается концепции, скорее всего, будем "научно-популярными", он будет научным, конечно будут и статейки, материалы, которые необязательно будут уж сильно затрагивать научные дебри.
ГВ: То есть, грубо говоря, журнал сможет читать и восьмиклассник, скажем какой- нибудь?
ФМ: Мне кажется, все еще зависит от восьмиклассника, мы не сможем угодить всем сразу. Мы не будем ни слишком усложняться, ни наоборот, деградировать. Приходится выбирать, на какую аудиторию мы работаем. Главное, не теряться, точно понять каким будет журнал, чтоб не было всяких-там шатаний. Понятно, что мы не рассчитываем на семилетних-восьмилетних. Но мы не собираемся делать журнал для конкретной аудитории "кому за тридцать". Иначе придется делить "мир химии" на "мир химии №1" и "мир химии №2". Для разных аудиторий. В одном печатать умные материалы, а во втором работать на молодых. Так нельзя.
ГВ: Я хотел открыть тему многочисленных претензий к нашим двум проектам, сейчас прочитаю два конкретных примера. "Честный химик" предлагает нам ответить на вопросы и просит нас иметь совесть... Так вопросы: "Зачем вы из химии делаете политику", "зачем плагиатничаете", "зачем даете скрытую рекламу", "скрываете ваше прошлое", "Кому вы нужны...", тут далее нецензурщина следует. И второе письмо, похоже, и подписано так же. "Журнал раскручивался как стоящий бренд, а оказался придатком сайта Chemworld.Narod.Ru."...и еще, тоже про прошлое... Вот как им интересно все, а!
ФМ: Лично я считаю, что этот человек, во-первых, сам испугался отставить свое имя, фамилию или ник, подписался "честным химиком". Вот он у нас такой "честный", а боится, боится открыть свое имя. Как-будто мы его будем резать, вычислять, а самый тупой вопрос - "кому вы нужны". Может ему не нужны мы, но вообще-то есть и другие читатели.
ГВ: Ты понимаешь, у любого человека есть право: вот он хочет читать, слушать, смотреть - он будет, не хочет - не надо. Его же никто не заставляет, у нас полная свобода.
ФМ: Вот именно, мы же не коммерческая структура, денег не вымогаем, все бесплатно, но никого не заставляем нас читать. У нас свобода. Что он еще спросил?
ГВ: Откуда мы взялись.
ФМ: Я понимаю, ему любопытно, но он случайно не думает о том, что у каждого человека есть право не рассказывать все о себе - это же конфиденциально.
ГВ: Так человек, который сюда заходит, ему, наверное, должно быть интересно, о чем мы пишем, а не кто мы, что мы.
ФМ: Ощущение, что у него папа в ФСБ работает, вот он и стряпает кляузу.
ГВ: Ага - племянник Патрушева.
ФМ: Этому человеку надо ответить "не нравится, не ешь". Насчет плагиата. Мы же не зарабатываем денег на журнале, мы указываем авторов, источники и стараемся их информировать о перепечатке...(перерыв)
ГВ: Мы продолжаем... Так, очень много вопросов по-поводу ХОДОРКОВСКОГО, ты уже, по-моему, где-то в СМИ отвечал.
ФМ: Да, на Infoscience.Narod.Ru, хотите - смотрите.
ГВ: А теперь отвечу я. Скрывать ничего не буду - у нас плюрализм мнений. Почему интерес у меня к этой персоне. Потому что г-н ХОДОРКОВСКИЙ финансировал, в частности, федерацию интернет образования - очень важный ресурс, многие им очень часто пользуются. Очень хороший проект. Вдаваться в политику не буду, "почему он сидит", но скажу что он химик, по образованию. Мы будем говорить про всех химиков, если это интересно и если это актуально. И если я узнаю, что какой-то известный человек химик - я напишу, или наоборот, если какой-то химик с необычной судьбой - тоже напишу, опубликую.
ФМ: Да, у нас сайт химический, в том числе, и о химиках. Так что захотим, и будем писать. А эта история "про глазки" в баннере? Мы же там рядом не писали "СВОБОДУ ХОДОРКОВСКОМУ".
ГВ: Да. Поясню. "глазки" ХОДОРКОВСКОГО у нас используются в составе баннера про великих химиков. Я не утверждаю, что ХОДОРКОВСКИЙ - великий химиков. Вообщем там композиция такая построена, что мы представляем наш взгляд на химиков. А у ХОДОРКОВСКОГО выразительный взгляд. Еще там глазки МЕНДЕЛЕЕВА, и моего преподавателя по химии, так что все нормально, на мой взгляд, а там, в гостевой, так кто-то матюгами по этому поводу разразился, что удалять сообщение пришлось.
ФМ: Так что "глазки ХОДОРКОВСКОГО" - это не преступление.
ГВ: Ладно, мы завершаем. Последний вопрос - вопрос о будущем.
ФМ: Эти проекты, конечно, будем модернизировать, улучшать качество материала, будем делать подборки по темам, и будем стараться чаще выпускать "Мир Химии", если он будет востребован. А когда-нибудь может - вырастем во что-то серьезное.
ГВ: Спасибо, в эфире некоммерческой радиостанции "Планета" был Федоров Максим и я, Грибанов Василий. Мы еще встретимся. Надеюсь.

---

При перепечатке ссылка на источник желательна!