Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка - Хью Олдерси-Уильямс

* * *

У Сэмюэля Джонсона был «аппарат для химических экспериментов», и он называл химию своим «повседневным развлечением». Его знакомство с этой наукой нашло отражение в знаменитом словаре, включающем статьи о большинстве элементов, известных к середине XVIII столетия, в том числе и о незадолго до того полученном кобальте. Но особенно интересно его описание сурьмы, которая по-английски называется аntimony. Доктор Джонсон пишет:

Неудивительно, что Джонсон включил сурьму в свой словарь. Сурьма, которая ныне представляется нам вполне периферийным элементом, в его время высоко ценилась. Ее считали одним из важнейших элементов еще алхимики. И хотя в эпоху Джонсона алхимия начала уступать дорогу научной химии, на алхимические тексты продолжали ссылаться, даже когда содержавшееся в них было далеко от реального положения дел. Загадочный фолиант, озаглавленный «Триумфальная колесница сурьмы», повествует о способности элемента излечивать проказу и сифилис, но также содержит и вполне научные сведения, обращая внимание на две противоположные формы вещества – хрупкий серебристый металл и серый порошок. Алхимики считали названную двойственность крайне важной, так как она сближала сурьму с ртутью и серой, матерью и отцом всех металлов.

То, что сурьма способна принимать две упомянутые формы, стало источником немалой головной боли для многих толкователей. Еще более усложняло ситуацию то, что в природе сурьма чаще всего встречается в виде своего сульфида – стибнита. Приготовленный специальным способом, этот черный порошок, краска Иезавели, вновь меняет свой цвет, становясь оранжевым, и для названной перемены не нужен ни раскаленный горн, ни какой-то специальный аппарат.

Этимология английского слова аntimony, которую приводит доктор Джонсон, конечно же, шуточная. На самом деле упомянутое слово происходит от латинских слов anti monos, означающих «против единства» – прямое указание на способность вещества менять свои характеристики, и понятно, что оно не имеет никакого отношения к печальной судьбе церковных братьев (хотя слово «монах» также происходит от латинского monos – «один, единый»).

Благодаря способности вещества воспроизводить либо блеск, либо оттенок золота, но никогда и то и другое одновременно, предполагаемый автор «Триумфальной колесницы» Василий Валентин и его коллеги-алхимики рассматривали аморфную серую фазу сурьмы – «материю мудрецов» и «серого волка философов» – в качестве последней вожделенной стадии материи перед получением философского камня.

Еще более притягательной представлялась металлическая форма сурьмы, которая со времен античности славилась способностью застывать в виде большой кристаллической массы, сочетавшей блеск драгоценного металла с симметрией самоцветов. На это явление обратили внимание, когда была впервые получена чистая сурьма – регулус. Корка в форме диска, образовывавшаяся на верху расплава, получила название антимонитовых звезд, «звездной сурьмы», благодаря характерному для нее лучистому узору, который возникал по мере ее кристаллизации при охлаждении.

Исаак Ньютон, прославившийся как алхимик не меньше, чем как математик и физик, читал Валентина и следовал его рекомендациям по получению чистой сурьмы, полагая, что сможет воспользоваться ее блестящей поверхностью для изготовления телескопов. Один из биографов Ньютона высказал предположение, что возникший в ходе эксперимента звездчатый узор помог ученому представить силовые линии, которые в дальнейшем привели его к построению теории всемирного тяготения. Подобные предположения представляются мне не более чем фантазией автора. Я могу представить себе, что подобный узор мог вдохновить Ньютона на открытия в области оптики, которой он также занимался в период проведения экспериментов с сурьмой, но не теории гравитации. И я тоже решил попытаться отыскать антимонитовые звезды.

Оказалось, что эти прекрасные творения природы не так-то просто найти. Я очень быстро избавился от распространенной иллюзии, что ими (по меньшей мере одной) владел любой коллекционер викторианской эпохи и что в наше время ими должны быть забиты хранилища провинциальных музеев. Тем не менее на фотографиях и иллюстрациях можно видеть кристаллические узоры, которые не имеют игольчатой структуры, то есть не напоминают хромированные покрышки спортивного автомобиля, спицы которого сходятся в одной центральной точке, нечто подобное схеме действия силы притяжения. Затвердевший диск сурьмы, напротив, представляет собой множество многоугольных областей, более гладких и крупных ближе к центру, а к краям начинающих распадаться на экстравагантные листовидные

завитушки, подобно морозным узорам на окне. В результате действительно возникает впечатление чего-то похожего на звезду, но не в астрономическом смысле, когда из одной точки свет исходит во всех направлениях, а на звезду, которую рисует ребенок, – из нескольких пересекающихся треугольников, или на то, как в эпоху Возрождения изображали символ пламенеющего солнца.

Возможно, именно это сходство и послужило вдохновляющей причиной для другого эксперимента с сурьмой. В 1650 г. некий Николя Лефевр, химик-демонстратор в Жарден дю Руа в Париже, решил для просвещения юного короля Людовика XIV, тогда еще глубокомысленного 11-летнего мальчугана, провести опыт с «Солнечным Обжигом Сурьмы» с помощью «Волшебного Небесного Огня, извлеченного из Солнечных Лучей посредством преломляющего, или зажигательного стекла». Лефевр навел солнечные лучи на «Стеллят, или звездный Регулус» и показал, что продукт реакции весит больше той сурьмы, с которой он начинал свой эксперимент. Возможно, антимонитовая звезда заронила в воображение Людовика идею главного символа длительного периода его правления в качестве Короля-Солнца. Так это было или нет, но сам эксперимент стал значительной вехой в истории современной химии, так как продемонстрировал использование научного метода там, где до той поры царствовал алхимический обскурантизм, и стал свидетельством зарождавшегося осознания того, что сам воздух состоит из химических элементов.

В самом начале своей химической одиссеи я разложил перед собой карту мира и отметил на ней те места, в которых были открыты элементы. У меня получилась очень странная карта. Кроме цинка и платины, которые были обнаружены без помощи западной науки – в Индии первый и в Америке второй, все остальные точки приходятся на Европу. Группа точек окружает Беркли, штат Калифорния, здесь после открытия процессов деления атомного ядра были искусственно синтезированы элементы тяжелее урана. Еще одна гроздь точек располагается у Дубны к северу от Москвы, там также было синтезировано несколько элементов.