От водорода до …?
Шрифт:
Соединение калия с хлором и кислородом — хлорат калия, или, как чаще его называют, бертолетова соль — обязательная составная часть праздничного фейерверка.
В свободном состоянии калий был получен в 1807 г. английским химиком Г. Дэви электролизом едкого кали. Еще арабские ученые знали щелочи. «Алкали» по-арабски — «зола», «щелочь», отсюда и название — калий, введенное в русскую химическую номенклатуру в 1881 г. Г. И. Гессом.
Однако профессор Харьковского университета Гизе еще в 1813 г., до своего отъезда в Юрьев, употреблял слово «калий» для названия элемента.
В свободном виде калий — серебристо-голубоватый, легкоплавкий (плавится при 62 °C) металл. Металлический калий очень активен.
Он есть в зданиях и … костях
Вода является колыбелью жизни! Во мраке веков затерялось то время, когда в теплых волнах первобытных морей возникла жизнь в виде микроскопических образований. Сложнейшее сочетание разнообразных причин, неразрывно связанных друг с другом в своей совокупности, привело к появлению нового качества. На определенной ступени развития неживого вещества возникло живее! В процессе постепенного развития жизни непрерывно совершенствовалась и усложнялась живая материя. От комочков белка — к простым клеткам и от клеток — к многоклеточным организмам, вплоть до самого совершенного из них — человека — постепенно возрастала устойчивость живого тела. Мягкое, легко ранимое тельце живых существ нуждалось в прочной опоре, в прочной защите. Если для растительных организмов подходящим материалом оказался кремний и его соединения, то для животных — главным образом, соединения легкого, серебристо-белого металла кальция.
Из соединений этого элемента многочисленные морские существа: моллюски, раки, а также неисчислимые количества простейших организмов — строят покровы своего тела — прочные панцири и те разнообразные по форме, яркие по окраске, замечательные по архитектуре раковины, которые каждый человек может встретить то на берегу моря, то спокойного озера, то тихой речушки.
Скапливаясь после смерти своих хозяев на дне водоемов и главным образом морей, эти раковины за десятки миллионов лет сложили мощные толщи соединений кальция, давших начало образованию горных пород — известняков.
Наземные животные строят из соединений кальция (фосфорнокислых солей) свои скелеты — внутреннюю опору для мягких тканей, которые в десятки раз превышают вес самой опоры. В плотную скорлупу из кальциевых соединений птицы прячут нежную полужидкую массу вещества, из которой развивается новая жизнь. С помощью соединений кальция животный организм, и в частности человеческий, борется с некоторыми видами болезнетворных микробов.
Значение кальция для животных организмов не исчерпывается постройкой костных скелетов и скорлупы яиц, он имеет решающее значение и в процессах самой жизнедеятельности организмов. Ионы кальция регулируют работу сердца, свертываемость крови, предотвращая гибель организма от кровопотери, которой грозила бы малейшая царапина.
Суточная потребность в кальции у разных организмов различна: для человека она составляет 0,7 г. Интересен следующий факт: соотношение солей кровяной сыворотки (в том числе и кальция) близко к их соотношению в морской воде, в которой зародилась жизнь.
Соединения кальция в виде известняка, мела, мрамора (углекислый кальций), силикатов, фосфоритов (фосфорнокислого кальция), гипса широко распространены в природе. Из них на земном шаре сложены целые горные хребты. На долю кальция приходится 1,5 % от общего числа атомов земной коры.
Как строительный материал соединения кальция (мрамор, известняк, гипс) были широко известны человеку и использовались им со времен глубочайшей древности.
И когда сейчас мы восторгаемся прекрасными расцветками мраморной отделки московского метро, или любуемся стройными очертаниями Кремлевских башен, или рассматриваем с удивлением огромные кости вымерших гигантов в палеонтологическом музее, мы должны помнить, что во всех этих случаях сталкиваемся с соединениями металла, без которого не может быть ни мрамора, ни прочной связи кирпичей, ни скелета многочисленных животных.
В металлическом виде кальций был выделен Г. Дэви в 1808 г. путем электролиза. В противоположность своим соединениям кальций имеет ограниченное применение. Он используется в металлургии для освобождения расплавленных металлов от растворенного в них кислорода. Новым потребителем кальция стала металлургия урана.
Название и знак кальция произошли от латинского слова «калькс», что значит известь, мягкий камень, — так назывались некоторые соединения кальция (мел, мрамор и др.) за сравнительную легкость их обработки.
Второй свидетель гения Менделеева
Нужна была великая вера Д. И. Менделеева в непогрешимость своего творения и действительная, подлинная научность периодической системы, чтобы говорить об элементе, который никто не видел и даже не предполагал возможности его существования.
Создавая периодическую систему элементов, Д. И. Менделеев обнаружил, что в ней оказалось много пустых мест, «белых пятен», как говорят в таких случаях. Раз есть «белые пятна», значит либо неправильна система классификации, либо то, что должно заполнять эти «белые пятна», еще не найдено, и о нем ничего еще не знают исследователи. Д. И. Менделеев был убежден в существовании еще не открытых элементов.
Об одном из них в 1871 г. Д. И. Менделеев писал: «Элемент этот предлагают предварительно назвать экабором [16] , производя это название от того, что он следует за бором как первый элемент четных групп, а слог эка производится от санскритского слова, обозначающего один … Экабор в отдельности должен представлять металл … при этом удельный вес этого металла должен быть близок к 3,0 … Металл этот нелетуч…».
Проходит восемь лет, и шведский химик Нильсон в одном из очень редких минералов обнаруживает новый элемент, которому в честь полуострова Скандинавии присваивает название скандия. После изучения нового элемента Нильсон дал описание свойств скандия. Каково же было удивление Нильсона, когда он, сравнивая характеристику скандия с экабором Менделеева, установил почти полное сходство этих характеристик. «Не остается никакого сомнения, что в скандии открыт экабор …», — писал Нильсон и далее, потрясенный этим событием, подчеркивал: «Так подтверждаются самым наглядным образом мысли русского химика, позволившие не только предвидеть существование названного простого тела, но и наперед указать его важнейшие свойства».
16
Д. И. Менделеев применял санскрит вместо латыни и греческого языка, из которых обычно было принято брать научные термины и названия (примеч. авт.).