О редких и рассеянных. Рассказы о металлах - Сергей Венецкий

Венецкий С И

О редких и рассеянных. Рассказы о металлах

ВЫ ПРОЧТЕТЕ:

— о кладах, рождающихся в наши дни, и о черной записной книжке свидетельнице великого научного подвига;

— об обещанной Наполеоном огромной премии, которую никто так и не получил, и о том, как старые отвалы пустой породы оказались поистине бесценными;

— о странном газетном объявлении, сыгравшем роковую роль в судьбе английского химика, и о тайне красных огней, тщательно скрываемой бенгальскими жрецами;

— об элементе, исчезнувшем на нашей планете подобно динозаврам, и неизвестных пока сплавах, предсказанных ЭВМ;

— о пропаже, которую вряд ли отыскал бы Шерлок Холмс, и о диагнозе, поставленном Агатой Кристи;

— о том, как удалось определить возраст древних горных пород, и о маленькой шведской деревушке, которой могут позавидовать крупные государства;

— о металлах и сплавах, «командированных» в космос для проведения важных экспериментов, и об «усах», вошедших в моду;

— о строгой ревизии, благодаря которой был открыт новый химический элемент, и о металлическом облаке над Колумбией;

— о большой «обиде», нанесенной благородному металлу его «крестным отцом», и красивых «визитных карточках» элементов;

— о помощи, которую оказывают некоторые металлы криминалистам, и о многом-многом другом.

ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

Мы живем в удивительное время: на наших глазах человек проложил первые дороги в космос, овладел энергией атомного ядра, создал «мыслящие» машины, проник в тайны живой клетки.

Новые области науки и техники необычайно интересны. Но есть такая сфера человеческой деятельности, которая хоть и стара, как мир, однако ничуть не менее интересна, чем космонавтика или ядерная физика, кибернетика или микробиология. Я имею в виду металлургию — производство и обработку металлов, получение разнообразных сплавов.

Когда-то, на заре цивилизации, люди были знакомы лишь с несколькими металлами. Проходили столетия, становились известными все новые и новые элементы. Постепенно расширялся и круг металлов, используемых человеком. Одним металлам удалось довольно быстро завоевать признание ученых и инженеров, другие — долгие годы не находили применения. Это «безделье» объяснялось вполне уважительными причинами. Во-первых, содержание многих металлов в земной коре весьма мало и добыть их чрезвычайно трудно; некоторые из них вообще не имеют собственных минералов и встречаются в природе только в виде примесей к другим металлам (такие «распыленные» по свету элементы относятся к группе рассеянных). Во-вторых, наука до поры до времени располагала скудной информацией о большинстве металлов. А поскольку они были редкими гостями в промышленном мире, за ними и закрепилось название редких.

XX век ознаменовался бурным развитием техники. Приборостроению и химической промышленности, авиации и ракетостроению, электронике и ядерной энергетике потребовались совершенно новые материалы с уникальными свойствами. Взоры ученых обратились к редким металлам. Тщательное изучение этих «отшельников» показало, что многие из них обладают недюжинными способностями. Тогда-то и началось наступление редких металлов «по всему фронту».

Сейчас уже, пожалуй, нет такой области новой техники, где бы в той или иной степени не применялись редкие металлы, их сплавы или разнообразные соединения. Так, из сплавов рения изготовляют торсионы — тончайшие и вместе с тем необычайно прочные металлические нити, необходимые для сверхточных навигационных приборов. Галлий используют для создания так называемых жидких затворов в вакуумных аппаратах, для изготовления высокотемпературных термометров и манометров. «Главное действующее лицо» фотоэлементов дефектоскопов и других приборов — цезий. Гафний известен как материал для регулирующих стержней ядерных реакторов: перспективно применение этого металла в производстве жаропрочных сплавов для авиации и ракетной техники. Тонкий слой индия, нанесенный на подшипники, предохраняет их от эрозии и тем самым в несколько раз увеличивает срок службы. Таких примеров можно привести множество.

Некоторым редким металлам (в том числе и тем из них, которые относятся к рассеянным элементам) посвящена эта книга. Ее можно рассматривать как продолжение книги С. И. Венецкого «Рассказы о металлах» (3-е издание выпущено издательством «Металлургия» в 1978 г.).

Так же, как в своей предыдущей книге, автор не стремится сообщить читателю сколько-нибудь систематические сведения о каждом из описываемых химических элементов. Биографии редких металлов содержат немало любопытных фактов, занимательных историй, курьезных событий. Познакомить читателя с ними, рассказать о трудных путях, которыми шли ученые к важным открытиям, поведать о тех нехоженых тропах, каких еще много в удивительном мире металлов, — цель данной книги.

Книга густо «заселена» реальными и вымышленными персонажами. На ее страницах, наряду с видными учеными разных стран, упоминаются Наполеон и Агата Кристи, Карел Чапек и Шерлок Холмс, старик Хоттабыч и Акакий Акакиевич. Но занимательные сюжеты — это только фон, на котором автор знакомит читателя с достижениями металлургии, физики, химии, с успехами техники и технологии производства металлов, с новыми процессами, материалами, приборами. Совсем недавно на борту научной орбитальной станции «Салют-6» проводилась серия экспериментов по космическому материаловедению, но и они уже отражены на страницах книги.

Не один крупный ученый или инженер делал свои первые шаги к вершинам науки и техники под впечатлением интересных научно-популярных книг. Убежден, что и книга «О редких и рассеянных» поможет многим юношам и девушкам найти ответ на едва ли не самый главный для них вопрос: «Кем быть?».

Академик, лауреат Ленинской и Государственных премий, Герой Социалистического Труда

А. Ф. БЕЛОВ

ТРИУМФ ВЕЛИКОГО ЗАКОНА (ГАЛЛИЙ)

Не торопитесь с выводами! — Первая ласточка. — Ирония судьбы. — Фиолетовая незнакомка. — Франция или петух? — Спор ученых. — Разные судьбы. «Дискриминации» не место. — Бедный родственник. — Богатства хранятся в… отходах. — Галлий на ладони. — Пожар не состоится. — Лампы становятся лучше. Большой оригинал. — Вне всякой конкуренции. — «Не по-товарищески». Незаурядные способности. — «Не лыком шиты». — По законам невесомости. — Почему светит Солнце?

Когда в марте 1869 года Д. И. Менделеев поведал миру о том, что им открыт периодический закон, которому неукоснительно подчиняются все химические элементы, кое-кто из ученых встретил это сообщение в штыки. Даже признанный корифей науки, каким по праву считался один из создателей спектрального анализа немецкий химик Роберт Бунзен, поспешил язвительно заметить: «Такого рода обобщений можно составить сколько угодно из цифровых данных, помещенных в биржевом листке».

Впоследствии Бунзен не раз, видимо, жалел о своем скором суждении, но в то время Менделееву еще предстояло доказать свою правоту, и ученый с триумфом сумел это сделать. Величие периодического закона заключалось в том, что он не только обобщал уже известные науке сведения о химических элементах и устанавливал для них строгий порядок, но и служил своеобразным компасом для многотысячной армии экспериментаторов, пытавшихся отыскать в безбрежном море химии неизвестные острова — новые элементы, новые кирпичи мироздания. Гений Менделеева сумел предвидеть открытие более чем десятка элементов.

Первой ласточкой, принесшей весть о правоте великого химика, суждено было стать галлию.

В конце 1870 года, выступая на заседании Русского физико-химического общества, Д. И. Менделеев сказал, в частности, что в пятом ряду третьей группы должен находиться пока еще не открытый, но безусловно существующий в природе элемент. При этом Менделеев очень подробно описал свойства «эка-алюминия» (так ученый условно назвал этот элемент, поскольку в таблице ему отводилось место под алюминием) и даже высказал уверенность, «что он будет открыт спектральным исследованием». (Ирония судьбы: мог ли Бунзен предположить, что разработанный им спектральный анализ сыграет с ним горькую шутку — неопровержимо докажет ошибочность его скоропалительной оценки периодического закона?)

Ждать пришлось сравнительно недолго. В 1875 году французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран. исследуя спектроскопическим путем цинковую обманку хорошо известный минерал, привезенный из местечка Пьерфитт в Пиренеях, обнаружил фиолетовую незнакомку — новую спектральную линию, свидетельствовавшую о том, что в минерале присутствует неизвестный химический элемент.

Но увидеть новую линию — это лишь полдела, теперь предстояло выделить из минерала виновника ее появления в спектре. Задача была не из легких, так как содержание искомого элемента в цинковой обманке оказалось крайне незначительным. Все же химику сопутствовал успех: после многочисленных опытов ему удалось получить крупицу нового металла — всего 0,1 грамма.