Путешествие в Страну элементов - Л. Бобров

поцарапать алмаз. В лаборатории есть: это — боразон — модификация нитрида бора. Нитрид бора — BN3 — тугоплавкое, химически стойкое вещество, получающееся в виде очень тонкого порошка белого цвета. По структуре и свойствам он очень похож на графит и способен даже служить смазкой, отчего и получил название «белая сажа» и даже «белый графит».

Сверхвысокое давление превращает нитрид бора, как и графит, в структуру, подобную структуре алмаза и названную боразоном.

В 1957 году в США получен боразон гораздо более прочный и термостойкий, чем алмаз. Нитрид бора, подвергнутый давлению в 73 тысячи атмосфер, превратился в боразон — вещество, сгорающее лишь при 2000 °C, в то время как алмаз горит при 871 °C.

Боразоном успешно заменяют алмаз в горном деле, машиностроении и приборостроении.

Несущий свет

Так переводится с греческого языка слово «фосфор» — название удивительного вещества, открытого гамбургским купцом Геннингом Брандом в 1669 году.

В средние века широкое распространение получило мнение, будто любые металлы можно превратить в золото. Для этого нужно было «совсем немного» — иметь «философский камень», который якобы и обладает этой волшебной силой. Людей, которые старались изготовить «волшебный камень», называли алхимиками. Одним из таких искателей и был Бранд.

Когда-то Геннинг Бранд был довольно богатым купцом, жил на широкую ногу. Но дела его шли все хуже и хуже. Наконец пришло время, когда имущество его продали с молотка. И вот, чтобы поправить свои дела, Бранд решил заняться алхимией — ведь удача сулила моментальное обогащение!

Много дней и ночей провел Бранд за работой. Упорно, настойчиво проводил он свои опыты. Что только не использовалось в них! Руды и минералы, растения и кости животных, металлы и соли и многое, многое другое. Все это Бранд тщательно растирал в ступке, перемешивал, прокаливал, обрабатывал кислотами, смешивал со ртутью, серой, снова прокаливал… И так изо дня в день, неделя да неделей. Шло время, а секрет приготовления «философского камня» так и оставался секретом.

Но вот однажды, прокаливая на сильном огне сухой остаток мочи, Бранд заметил, что из реторты выделяется какое-то вещество, быстро сгорающее на воздухе с образованием густого белого дыма. Сама реторта слабо мерцала в полумраке лаборатории. Сердце Бранда забилось чаще: вот он, заветный «философский камень», который принесет ему богатство и славу!

Получить этот мнимый «камень» оказалось нелегко. Много пришлось еще поработать Бранду, пока, наконец, наступил долгожданный день. С замирающим сердцем следил Бранд за тем, как в приемнике реторты, под водой, собирается белое вещество, излучающее необыкновенное сияние. И чем больше его накапливалось, тем ярче становился свет, исходивший от удивительного вещества. Свечение стало настолько сильным, что можно было читать книги. Но не только это поразило Бранда.

Вещество оказалось поистине удивительным. Его свет не обжигал, его можно было трогать руками. А самое главное — все вещи, соприкасавшиеся с ним, приобретали способность светиться в темноте. Приемник реторты, пальцы Бранда, ложка, которой он пересыпал вещество в чашку, — все светилось ровным, холодным светом.

Бранд устало опустился на скамейку. Наконец-то он держит в руках «философский камень»! Все же скоро ему пришлось убедиться, что его «философский камень» не может превращать в золото другие металлы. Но это не смутило алхимика. Вещество было настолько удивительным, настолько не похожим на все остальные, что он все-таки сумел «превратить» его в золото: Бранд продавал его по очень высоким ценам. А само вещество он назвал «холодный огонь», и лишь впоследствии его переименовали в «фосфор».

Белый, красный, черный…

Что такое фосфор? Какими свойствами он обладает?

На первый вопрос еще в 1777 году ответил знаменитый французский химик Лавуазье. Он долго и тщательно изучал горение фосфора и первый признал его за новый элемент. Да и на второй вопрос ответить не трудно, если говорить о химических свойствах.

А каковы физические свойства фосфора?

Хотя со времени его открытия прошло почти 300 лет, однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Существует не один фосфор, а три.

В течение 178 лет, с тех пор как Бранд открыл фосфор, его считали белым веществом. Считали, что он светится в темноте, что он мягок, как воск, и легко воспламеняется. В 1847 году немецкий химик Шреттер открывает другую разновидность фосфора — красный фосфор. По своим свойствам он довольно сильно отличается от белого: почти в полтора раза тяжелее, нерастворим в сероуглероде и, главное, совершенно не светится в темноте. Белый фосфор воспламеняется при 40 градусах, а красный — лишь при 440.

Но и на этом не кончаются превращения фосфора. В 1916 году была открыта новая разновидность — черный фосфор. Это уже совсем странный фосфор: по внешнему виду он напоминает графит и даже проводит электрический ток.

Однако и белый, и красный, и черный фосфор — это все тот же элемент, который был открыт Брандом. Оказалось, что все три разновидности могут переходить друг в друга при определенных условиях.

Химические превращения фосфора

Фосфор своеобразен не только в силу своих физических свойств. Он обладает «богатой» химией. Так, например, фосфор может проявлять валентность 5+, 3+ и 3–. Он может взаимодействовать не только с элементами, но и с различными сложными веществами, образуя множество разнообразных соединений. Мы здесь расскажем лишь об основных соединениях фосфора.

Этот элемент легко реагирует с галогенами. Взаимодействуя с хлором, он дает:

2Р + 5Cl2 = 2PCl5;

2Р + 3Cl2 = 2PCl3;

пятихлористый и треххлористый фосфор. Оба эти соединения, являясь так называемыми галоидангидридами, очень реакционноспособны и, в свою очередь, легко взаимодействуют с водой, образуя различные фосфорные кислоты:

PCl5 + 4H2O = Н3PO4 + 5HCl;

PCl3 + 3H2O = Н3PO3 + 3HCl.

Фосфор может соединяться и с водородом, образуя при этом вещества, которые получили название фосфинов. Реакцию взаимодействия фосфора с водородом можно написать следующим образом:

2P + 3Н2=2PH3.

Вещество, которое при этом образуется, называется фосфористым водородом. Это ядовитый газ с резким, неприятным запахом, по свойствам своим сходный с аммиаком. В этой реакции наряду с фосфином (фосфористым водородом) получаются и другие аналогичные соединения, например Р2Н4, который при обычных условиях представляет собой жидкость, самовоспламеняющуюся на воздухе.

При повышенных температурах фосфор хорошо взаимодействует с некоторыми металлами, образуя при этом соединения, которые получили название фосфидов, например:

3Ca + 2Р = Ca3Р2;

3Mg + 2P = Mg3P2.

Соединения эти, устойчивые сами по себе, в присутствии кислот разлагаются:

Mg3P2 + 6HCl = 3MgCl