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

Особую проблему до сих пор представляет классификация камней в зависимости от их цвета. Так как цвет драгоценных камней определяется теми или иными примесями, не существует сколько-нибудь однозначного определения того, что такое изумруд или рубин. Берилл, например, – это попросту камень, слишком бледного цвета на довольно произвольной шкале зеленого цвета, чтобы его можно было отнести к изумрудам.

Расширение колониальной торговли со странами, располагающими большими запасами минералов, такими как Бирма и Колумбия, одновременно с совершенствованием технологий машинной обработки камней привело к тому, что популярность цветных камней росла на протяжении всего XIX столетия. Драгоценности обладали завораживающей двусмысленностью в ту эпоху, когда строгую мораль сопровождала безудержная страсть к украшениям. Как сказано в Библии, реже рубинов бывают только добродетельные женщины и мудрость. Драгоценности на женщине были одновременно свидетельством добродетели и способом привлечь поклонников. Сами камни прекрасны от природы, но в искусстве их огранки есть нечто дьявольское, и совсем неудивительно, что в Гётевском «Фаусте» Мефистофель вручает Маргарите соблазнительную шкатулку с драгоценностями. Знаменитая песня Маргариты с драгоценностями из оперы Гуно «Фауст» с особенной яркостью высвечивает упомянутую двусмысленность, когда невинная героиня драмы, смеясь, представляет свое преображение в светскую аристократку. В несколько циничной пародии Бернстайна на эту арию в «Кандиде» Кунигунда с сарказмом заявляет, что, если сама она не чиста, то уж, по крайней мере, ее драгоценности отличает безупречная чистота.

Ассоциации с чистотой, без сомнения, одна из причин того, что Руби (Рубин) и Берил стали популярными именами в викторианскую эпоху и вышли из моды лишь в 1930-е гг. В настоящее время имя Руби переживает некое возрождение, но других имен, вдохновленных названиями драгоценных камней, не так уж и много: у девочек сейчас популярно имя Эсмеральда, у мальчиков – Джаспер (Яшма).

Распространение драгоценных камней как потребительского предмета роскоши стало причиной более осознанного использования упоминаний о них в художественной литературе. Изумруды, о которых Эдмунд Спенсер пишет в «Королеве фей» или Мильтон в «Потерянном рае», могут быть любыми камнями зеленого цвета, их редкость гораздо важнее точного цветового соответствия. Но, скорее всего, Изумрудный город в повести Л. Фрэнка Баума «Волшебник страны Оз», написанной в 1900 г., уже на самом деле построен из этого камня. И в данном случае цвет действительно имеет большое значение. Ученые-экономисты давно истолковали названное произведение как аллегорию монетарной политики США в конце XIX столетия. По их мнению, желтая кирпичная дорога символизирует золотой стандарт, ведущий к Изумрудному городу, своим цветом соответствующему цвету доллара, в котором правит слабый монарх-волшебник, на самом деле президент Стивен Гровер Кливленд. Аллегория основана также и на том факте, что у Дороти серебряные башмачки, которые стали символом популистского движения «за свободное серебро», возникшего вследствие открытия новых залежей серебра на американском Западе, которое хотело добиться свободной его продажи, как это уже было с золотом. Тем не менее, когда книга впервые вышла из печати и когда все перечисленные аллюзии были еще довольно актуальны, их никто не заметил, и их полностью похоронила легендарная экранизация, сделанная в 1939 г. К тому времени подтекст стал более техническим, нежели экономическим: башмачки Дороти из серебряных превратились в рубиновые, чтобы подчеркнуть достоинства цветной пленки «Техниколор», на которой была снята часть фильма. «Серебряный экран» черно-белого кино уходил в прошлое.

Малиновый цвет неона

Представьте, что вы нашли на чердаке картину. Вы несете ее к специалисту, и тот вас заверяет, что это оригинал шедевра, принадлежащего художнику, который абсолютно неизвестен в мире искусства. Естественно, вы возвращаетесь на чердак, чтобы поискать, не найдется ли там чего-то еще ценного. И в пыли вы обнаруживаете еще одно полотно, а потом еще несколько – все собрание работ великого мастера, о существовании которого никто до тех пор не знал.

Нечто подобное случилось с Уильямом Рамзаем, профессором химии Лондонского университета, открывшим за последнее десятилетие XIX века пять новых химических элементов. Все эти новые элементы очень похожи друг на друга: все они газы, все без цвета и без запаха и все поразительно неактивны. Они получили название инертных, или благородных газов, и большинство химиков считали их скучными.

В настоящее время, однако, именно благодаря своей лени они стали приносить нам пользу, в первую очередь, в деле освещения: будучи подвергнуты воздействию электричеством, они начинают ярко светиться, но, что важно, никаких химических изменений с ними в результате такого воздействия не происходит.

Рамзай сделал свое первое открытие в 1894 г., когда работал с лордом Рэлеем в Кавендишской лаборатории в Кембридже. Рэлей обнаружил, что азот, получаемый из минералов химическим способом, по какой-то загадочной причине заметно легче, чем азот, который остается в воздухе, после сгорания в нем всего кислорода. Рамзай разрешил загадку, сжигая магниевую стружку в атмосферном азоте. Большая часть газа вступила в реакцию с активным металлом. Но что-то осталось, и спектр этого остатка не соответствовал никакому известному веществу. Рэлей и Рамзай объявили об открытии нового элемента, который они назвали аргон: «Поразительно равнодушная ко всему субстанция», – писали они. Так как аргон тяжелее азота, из-за его присутствия в воздухе в количестве одного процента атмосферный азот кажется немного тяжелее азота, полученного химическим путем. На университетской вечеринке поэт А. Э. Хаусман провозгласил тост: «Аргон!» и предложил собравшимся выпить за газ.

Рамзая воодушевляла перспектива, что аргон может быть первым в группе элементов, которые составят новую колонку в периодической таблице. В 1895 г. один американский геохимик сообщил Рамзаю в письме, что ему удалось получить инертный газ путем нагревания образца минерала. Рамзай захотел проверить, не аргон ли это. Он стал искать схожие образцы минералов, даже попытался выпросить в Британском музее минерал урана (но получил отказ). Как бы то ни было, вскоре он повторил эксперимент американца и подверг анализу спектр полученного газа. Спектральные линии не соответствовали аргону. Он столкнулся с чем-то абсолютно неожиданным: линии спектра нового газа совпадали с линиями в спектре солнечного света. Таким образом, Рамзай подтвердил существование на земле газообразного элемента гелия.

Следующие три года он потратил на усилия по получению других газообразных элементов из минералов. О том дне, когда будет открыт новый элемент, в лаборатории ходили анекдоты, но этот день так и не наступил. В мае 1898 г. Рамзай вместе со своим ассистентом Моррисом Траверсом решил испытать новую тактику, воспользовавшись недавним техническим открытием, которое позволяло переводить газы в жидкое состояние в больших количествах. Исходя из того, что аргона довольно много в воздухе, они предположили, что и других инертных газов в атмосфере должно быть в достаточном количестве. Они получили галлон сжиженного воздуха и стали осторожно нагревать его до тех пор, пока в нем не остался небольшой осадок. В ходе анализа полученного осадка вновь появились совершенно новые спектральные линии. Они принадлежали довольно плотному газу, который Рамзай и Траверс назвали криптоном, – название, которое они первоначально хотели дать аргону. (Криптон означает «скрытый», аргон значит «ленивый»; собственно, оба названия подходят обоим элементам, но, так как криптон встречается реже, чем аргон, распределение названий все-таки оказалось удачным.) Рамзай телеграммой сообщил жене, находившейся в Шотландии, о своем открытии. «Стоит мне куда-нибудь уехать, – написала она в ответ, – как ты открываешь новый элемент». Она верила в способности своего мужа гораздо больше его коллег.