Химия без преград. Увлекательные научные факты, истории, эксперименты

Благородные газы вступают в реакцию только в экстремальных условиях. Нил Барлетт в 1962 году доказал, что в исключительных случаях они способны образовывать соединения. Наименее активны неон и гелий. Для того чтобы заставить их вступить в реакцию, нужны титанические усилия. Ксенон, наоборот, самый активный из инертных газов. Он способен вступать в реакции даже при нормальных условиях. Радон тоже весьма активен, но из-за своей радиоактивности слишком быстро распадается на атомы.

Благородные газы не имеют цвета и запаха. Они входят в состав воздуха и кое-каких горных пород, а также присутствуют в атмосферах некоторых планет.

Инертные газы не ядовиты. Однако при увеличении их количества в воздухе одновременно с уменьшением доли кислорода человек может почувствовать удушье.

В больших количествах инертные газы способны действовать на организм человека как наркотические вещества. По силе воздействия ученые располагают их в порядке убывания: Xe – Кr – Ar – N ₂ – H₂ – Ne – He. В этой цепочке водород (Н₂) и азот (N ₂) взяты для сравнения.

Приятно смотреть на благородных; быть в их обществе – благо.

Сиддхартха Гаутама (Будда)

№ 50. «Металл» и «мягкость» – понятия совместимые. Мягкие металлы

Самые мягкие металлы на планете – золото (Au), медь (Cu), серебро (Ag), алюминий (Al), цезий (Cs), калий (K), натрий (Na), рубидий (Rb) и ртуть (Hg).

Обрабатывать золото могли даже нецивилизованные древние племена. В чистом виде золото столь мягкое, что его легко поцарапать ногтем. Из 1 грамма металла можно вытянуть проволоку длиной 3 км или раскатать его в тончайшую фольгу в сотни раз тоньше человеческого волоса.

Серебра на планете в 20 раз больше, чем золота. В легкости обработки этот металл уступает только золоту. Из серебра изготавливают посуду, ювелирные изделия, монеты. Алюминий, в отличие от двух предыдущих «товарищей», не только мягкий, но и широко распространенный металл.

Медь также использовалась человеком с древних времен. Медный век датируется

IV–III тысячелетия до н. э.; с тех пор в обиход вошли медные орудия. Сейчас медь применяется в медицине, искусстве и промышленности.

Без цезия не обходится производство катодов, фотоэлектроники, электровакуумных фотоэлементов и электронно-оптических преобразователей. В мире производят всего несколько десятков килограммов рубидия в год. Он нужен для создания особой оптики, в атомной и электронной промышленности и при производстве измерительных приборов.

Практически ни одна промышленная отрасль не обходится без натрия. Его применяют в атомной энергетике. Натрий необходим в производстве антисептиков и удобрений. При помощи натрия обрабатывают кожаные изделия. Соединения натрия предотвращают гниение шкур.

Ртуть – не просто мягкий металл. Он жидкий. Ртуть используют в приборостроении, оборонном производстве, сельском хозяйстве, горном деле, электротехнике и химической промышленности.

Мягкость нельзя сломить.

Брюс Ли

№ 51. Оксиды. Дружба с кислородом

Оксид – это химическое соединение из двух элементов, один из которых – кислород (О₂). Почти все элементы способны образовывать оксиды. Самым распространенным оксидом является вода (H₂O).

На образование оксидов влияет валентность – способность атома образовывать соединения с определенным числом других атомов. Элементы с постоянной валентностью образуют один оксид. Например, оксид двухвалентного кальция: CaO. Элементы с переменной валентностью способны образовывать несколько оксидов. Оксиды хрома: СrO, Сr₂O₃, СrO₃.

В Италии существует так называемая Собачья пещера. Воздух в пещере насыщен углекислым газом – оксидом углерода (СО₂). Газ стелется по дну пещеры, и невысокие животные могут погибнуть в такой пещере от удушья. А человек может спокойно пройти – его спасет высокий рост.

№ 52. Кислоты и основания. Битва антиподов

Слово «кислота» происходит от латинского слова, обозначающего «кислый». Основание – это соединение, противоположное кислоте. В результате реакции основания с кислотой получается нейтральное вещество – соль. Например, пчелиный яд – кислота – нейтрализуется основанием. Осиное жало впрыскивает в жертву щелочь. Ее нейтрализуют кислотой, например уксусом.

Кислоты содержат водород и при растворении в воде образуют ионы водорода (Н⁺). Ионы – это заряженные частицы. Именно они придают кислотам их свойства. Ионы могут существовать только в растворе, поэтому и свойства кислот проявляются лишь в растворах.

Если молекулы кислоты распадаются в каком-либо растворе, выделяя ионы водорода, она считается сильной. Соляная (HCl), серная (H₂SO₄), азотная (HNO₃) кислоты – сильные. Они агрессивны: при попадании на какую-либо поверхность или кожу, они ее прожигают. Растения и живые организмы вырабатывают органические кислоты. В томатах есть органическая салициловая кислота. Виноградный уксус содержит слабую уксусную кислоту.