Текст книги "Сказочная таблица Менделеева"

Бородатый Химик
Сказочная таблица Менделеева

© Бородатый Химик, 2024

© ООО «Издательство АСТ», 2024

* * *

«Три» – это самый частый ответ, который мне приходится слышать на вопрос про оценку по химии. Далее обычно следуют пояснения про самый сложный, ненужный и даже скучный предмет.

О, как же вы заблуждаетесь, друзья мои. Химия – интереснейшая наука! Да и как ей быть скучной, если буквально всё вокруг, ежедневная наша жизнь сплошь состоит из химических реакций? Увядание травы, скисание молока, горение дров, обесцвечивание чая от дольки лимона, пузырьки газа в хлебе, наш организм, в конце концов, – всё это химия.

Я мечтаю, чтобы такая увлекательная наука была не аутсайдером, а лидером среди школьных предметов – любимчиков учеников, чтобы изучение её приносило радость, а не расстройства.

Именно поэтому появился блог «Бородатый Химик», где я рассказываю о естественных науках, в том числе и о химии, максимально простым и понятным языком. Вот почему я решил написать эту книгу про элементалов: хочу привлечь внимание тех, кто, возможно, в дальнейшем станет выдающимся учёным, врачом или нефтяником.

Я рекомендую эту книгу для чтения шестиклассникам, но и ребятам помладше в качестве сказок перед сном она тоже будет вполне интересна. Своему сыну я уже читал отрывки, а он на момент написания книги ещё даже в школу не ходил.

На протяжении всего повествования я старался объяснять сложные термины и понятия простым, доступным языком, понятным любому, вне зависимости от уровня подготовки.

Кстати, тем, кто собирается сдавать экзамен по химии, эта книжка тоже пригодится, чтобы освежить и проверить лишний раз себя – здесь очень легко раскрываются свойства и применение некоторых элементов.

И для самых любопытных! На всех иллюстрациях, созданных Мариной Рябовой, есть пасхалки. Постарайтесь отыскать их все до одной. Как правило, их по три штуки на каждой картинке, но иногда больше, иногда меньше.

Желаю приятного прочтения.

Искренне ваш, Бородатый Химик

Менделеев Дмитрий Иванович

Водород H (Гидра гениев)

Однажды я сидел у себя дома на балконе, смотрел на улицу и размышлял обо всём понемногу. Вдруг моё внимание привлекла странная мерцающая точка. Я начал вглядываться и понял, что объект направляется ко мне. Он приблизился вплотную, так что мне даже стало как-то не по себе.

– Привет! Я путешественник по Вселенной! – обратился ко мне мерцающий пришелец. – Моё имя Гидра Гениев![1]1
  Гидра Гениев – производное от латинского названия водорода, которое звучит как гидрагениум. В Периодической системе химических элементов обозначается латинской буквой Н.


[Закрыть]

– Здравствуй, – растерянно пробормотал я.

– Вижу, ты удивлён? – рассмеялась в ответ маленькая светящаяся фигура.

– Ещё бы, – было глупо отпираться. – Кто же ты такой, Гидра?

– У вас на Земле учёные называют меня атомом водорода, но мне это не очень нравится. Другое дело Гидра Гениев – вот моё настоящее имя! А ещё у меня есть много братьев-близнецов, как и я бороздящих межзвёздное пространство. Если честно, в космосе нас больше, чем любых других элементалов. Ещё у меня есть два родных брата: Дейтерий Гениев и Тритий Гениев, и о них я тебе тоже обязательно расскажу, но в другой раз. А как зовут тебя?

– Меня зовут Бородатый Химик, будем знакомы! – ответил я Гидре, и тот улыбнулся в ответ. – Для меня знакомство с тобой большая честь, я как раз изучаю химию и рассказываю ребятам о химических элементах.

– Вот здорово! – воскликнул Гидра. – Только поправлю: мы называем свой вид «элементалы»[2]2
  Элементалы – химические элементы.


[Закрыть]. Вот я, к примеру, самый лёгкий и маленький из них: моя масса составляет всего лишь одну элементарную единицу. Знаешь, где можно найти много моих братьев-близнецов? На Солнце: мы там работаем на фабриках по производству света и тепла, и называются эти фабрики термоядерными.

Когда же мы устаём работать, отправляемся путешествовать по Вселенной. Иногда в одиночестве, а чаще собираемся с братьями Гениевыми, но, бывает, летаем и с другими элементалами. Некоторые из нас, покидая Солнце, оседают жить на других планетах и создают там коммуны с другими элементалами. Например, у вас на Земле мы часто дружим с Окси Гениевым, и такой союз называется вода, кстати, покрывающая 2/3 суши на вашей планете. Дружу я и с Карбониум, с которым образуем столько соединений, что не счесть. С ними очень весело.

Знаком дружбы элементалов является электрон[3]3
  Электрон – отрицательно заряженная частица, благодаря которой элементы могут образовывать связи друг с другом.


[Закрыть]. Некоторые из элементалов могут только отдавать электроны, таких мы называем металлы[4]4
  Металлы – большая часть существующих элементов. Обладают характерными свойствами, которые будут описаны далее. Чаще всего отдают электроны для образования связи.


[Закрыть], они большие добряки. А некоторые, как я, могут и отдавать, и принимать электроны. Нас называют неметаллы[5]5
  Неметаллов не так много, всего 23. Они могут и отдавать, и принимать электроны. Вы узнаете о них позже.


[Закрыть]. Признаюсь, я иногда бываю корыстным: уж очень хочется иметь два электрона. Но такое случается чрезвычайно редко.

Мы настолько любим общаться, что часто собираем с братьями большие тусовки, и такие скопления Гениевых в одном месте называют газ. А если на нас давят – такое частенько случается на некоторых планетах – мы можем превратиться в жидкость или даже твёрдое вещество. Но это не слишком удобно, всё-таки я больше ценю своё личное пространство!

Ну вот, рассказал тебе немного о себе. Большое спасибо за внимание, а я полетел смотреть на новые миры…

– Как интересно тебя слушать, Гидра! Хотелось бы узнать побольше о твоих братьях-элементалах, – сказал я.

– А знаешь, что я подумал, Бородатый Химик? – после недолгого размышления заявил Гидра. – Я бы тоже хотел поделиться тайными знаниями об элементалах с человечеством. Давай договоримся, что я буду присылать тебе письма из путешествия по Вселенной, а ты будешь их читать своим друзьям или кому ещё захочешь?

– Отличная идея! – воскликнул я. Задумка этого деятельного парня показалась мне весьма заманчивой, и я оставил ему свой почтовый адрес.

– До встречи, Бородатый Химик!

– Жду писем, Гидра!

Дейтерий и Тритий

Первое письмо я получил буквально на следующий день. Вот оно:

«Здравствуйте, Бородатый Химик. В первом письме хочу рассказать о двух своих братьях-изотопах[6]6
  Изотоп – разновидность атомов элементов с одинаковым зарядом, но разной массой.


[Закрыть]. Первого зовут Дейтерий[7]7
  Дейтерий – изотоп водорода с зарядом +1 и массой, равной 2, так как у него появляется дополнительный источник массы (нейтрон). Химический элемент состоит из трех основных частей: протоны имеют заряд плюс, нейтроны с зарядом 0 и электроны с зарядом –1. При этом масса атома – это в основном нейтроны и протоны, а электроны по отношению к их массе практически ничего не весят. Как если бы, например, руки, ноги, голова и туловище были бы протонами и нейтронами, а ресничка – электроном.


[Закрыть] Гениев (для своих попросту Ди), второго – Тритий[8]8
  Тритий – изотоп водорода с зарядом +1 и массой, равной 3, в его строении уже два нейтрона.


[Закрыть] Гениев (коротко Ти). Мои братья – очень горячие парни, взрываются буквально на ровном месте.

Эта парочка часто вступает в контакт с землянами, и общими усилиями они создают всякие полезные вещи. Один раз, правда, получилась бомба, но они поклялись больше этого не делать. Ти и Ди отныне работают только над мирными проектами.

Ди, например – желанный гость любой лаборатории, вместе с Тритием они участвуют в проектах по термоядерному синтезу, чтобы облегчить людям поиск бесконечных источников энергии. Если вам доводилось слышать про токамак, это их работа.

Ещё Дейтерий помогает больным: участвует в создании лекарств продолжительного действия за счёт медленного выведения из организма.

Тритий тоже преуспел на медицинском поприще. Под его руководством земляне создали батарейки для маленьких устройств – таких как медицинские импланты. Совместно с нашими друзьями Ксенонием и Неонием они производят мощные лампы.

На этом пока закругляюсь, пора бороздить просторы космоса. А у вас есть братья и сёстры? До скорой встречи! Ваш Гениев».

Вот такое увлекательное письмо я получил. Ну что ж, будем с нетерпением ждать продолжения.

Гелий He (Гелий Солнечный)

Наш космический скиталец Гидра Гениев отправился гулять по Солнцу, где, конечно, повстречал Гелия Солнечного[9]9
  Гелий Солнечный – так мы назвали гелий, практически инертный химический элемент. В Периодической системе химических элементов обозначается латинскими буквами Не.


[Закрыть] и тут же захотел нам про него рассказать.

«Этот Гелий у нас – тот ещё привереда. Всем известно, что элементалы – компанейские ребята, любят, как говорят земляне, образовывать соединения. Однако Гелий не таков, не любит находиться в компании слишком долго. В нашем словаре имеется для таких недружелюбных товарищей специальное название: нереакционноспособный.

Гелия довольно просто встретить где угодно в космосе: в межпланетном пространстве, на хвосте летящей кометы, на Солнце… Вот мы там и повстречались в этот раз. Хоть наш Гелий бука и нелюдим, фамилию носит Солнечный, в честь бога Гелиоса. Согласно древнегреческим мифам, именно он катает огненный шар по небосводу.

Кстати, когда учёные открыли Гелия, сначала перепутали его с металлом. Но разобрались потом, конечно…

Ну, всё на сегодня, лечу дальше, а вам оставляю фотографию Гелия. Посмотрите, какой красавец. Сможете отыскать пасхалки?»

Литий Li (Литиум Едкий-Первометаллов)

«Привет, земляне! Это я, Гидра, веду свой очередной репортаж из космоса. Только что встретил неподалеку от скопления звёзд Литиума Первометаллова[10]10
  Литиум Едкий-Первометаллов – сказочное имя щелочного металла лития. Двойная «фамилия» говорит сама за себя: это первый металл из семейства «щелочные» (едкие). В Периодической системе химических элементов обозначается латинскими буквами Li.


[Закрыть], зовём его с братьями просто Лит.

Элементалы объединены в большие семейства. Например, мы с уже знакомым вам Гелием неметаллы, а Лит как раз первый из металлов, с которым хочу вас познакомить.

О принадлежности к металлам говорит хотя бы и внешний вид Литиума: как и все его братья, он блестит и переливается. При сильном нагревании металлы плавятся, становятся жидкими, вот Лит и опасается приближаться к своим любимым звёздам слишком близко. От сильного нагревания металлы становятся мягкими и податливыми, как пластилин, и тогда из них можно «вылепить» любой предмет. Такое свойство металлов называют ковкостью.

Кстати, Литиум очень лёгкий, не все металлы таковы. Он даже может бегать по поверхности воды, но так быстро, что мгновенно нагревается и плавится, а может даже взорваться.

Литиум очень общительный парень и дружит практически со всем нашим семейством неметаллов. Мы с ним часто вместе гуляем по космическим просторам. Даже Нитро Гениев дружит с Литиумом, а вы уже знаете, какой он у нас бука».

Бериллий Be (Берилл Изумрудный)

Гидра Гениев сетовал на то, что не всех элементалов можно вот так просто повстречать в космосе, частенько они обосновываются в совершенно разных уголках Вселенной, а кое-кого из них встретишь не на каждой планете. Правда, на другой их большое скопление. Вот и приходится космическому путешественнику побегать-полетать. К счастью, Берилла Изумрудного[11]11
  Берилл Изумрудный – «фамилия» персонажа от латинского названия элемента бериллия (beryllus) – драгоценный сине-зелёный (цвета морской воды) камень. В Периодической системе химических элементов обозначается латинскими буквами Be.


[Закрыть] ему удалось застать на Земле. Впрочем, пусть он сам расскажет.

«Привет, земляне! Хорошо живёте: повстречал тут у вас Берилла Изумрудного, уникальнейшего элементала и редкого гостя в космическом пространстве.

Он великий затейник и эстет. Например, вместе с Алюминой на пару они изобразили такую восхитительную штуку, как изумруд, самый красивый драгоценный зелёный камень на вашей планете.

Берилл, как и Литиум, металл; как все металлы, имеет серебристую окраску, блестит, хорошо проводит тепло и электричество. А ещё, когда много Бериллов собираются в соединение, это вещество может очень быстро проводить звук. Так что, земляне, чтобы быстро друг друга услышать на расстоянии, надо кричать в предметы, состоящие из Бериллов Изумрудных. Попробуете? Хех!

Не помню, говорил ли вам, что Берилл – хитрюга и может проявлять свойства как неметаллов, так и металлов, его родной семьи. Это свойство учёные называют красивым словом амфотерность[12]12
  Амфотерность – способность элемента образовывать соединения с основными и кислотными свойствами.


[Закрыть]. Элементалы могут образовывать кислоты[13]13
  Кислоты – это сложные химические вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться атомами металла, и кислотных остатков.


[Закрыть]. Ты же про них знаешь? Эти химические соединения создают в основном неметаллы. А металлы образуют другие соединения – основания[14]14
  Основания – это сложные вещества, состоящие из атомов металлов и одной или нескольких гидроксогрупп, состоящих из водорода и кислорода (ОН-).


[Закрыть]. Так вот Бериллий и ещё некоторые металлы могут образовывать и кислоты, и основания.

Но это ещё не всё, за что ценят Берилла. Его используют и в работе атомных электростанций, и при производстве лазеров, и как топливо для ракет, и даже при строительстве космических кораблей, поскольку он образует более лёгкие и прочные соединения, чем многие другие металлы».

На этом Гидра закончил свой очередной рассказ и отправился дальше.

А мы напоминаем, дорогой читатель: посмотри на фотографию и найди пасхалки, которые он на ней запрятал.

Бор B (Бор Борыч)

Погостил у Берилла и дальше наш непоседа отправился повидаться с ещё одним дальним родственником по линии неметаллов. Напоминаю, что их, к счастью немного, всего 23.

Про себя и Гелиоса Солнечного Гидра уже рассказывал. Теперь настало время третьего брата – Бор Борыча[15]15
  Бор Борыч – такое имя мы дали бору. В Периодической системе химических элементов обозначается латинской буквой В.


[Закрыть]. Кстати, Борыч – не отчество, как может показаться, это фамилия такая.

Гидра Гениев знает об элементалах гораздо лучше, я лишь его летописец и передаю информацию, поэтому дальше предоставляю слово первоисточнику.

«Помнишь, я рассказывал про свойства металлов: они серого цвета, блестящие, проводят электричество и тепло? У неметаллов другие особенности: когда они образуют соединения с неметаллами же, могут по-разному «держаться за руки», и из-за этого свойства вновь образованных веществ сильно отличаются друг от друга. Такая особенность называется аллотропия[16]16
  Аллотропия – это способность одного химического элемента образовывать различные соединения. Например, углерод может быть алмазом, сажей и графитом (стержень карандаша).


[Закрыть]. И Бор Борыч этому явлению отличный пример: он легко соединяется с другими неметаллами, проявляя при этом различные свойства, может даже изменять цвет.

Бор – очень твёрдый парень и чрезвычайно хрупкий; он отлично проводит электричество, но плохо проводит тепло. Как и большинство элементалов, он появился при взрыве огромной звезды и разлетелся по необъятной Вселенной.

У Борыча весьма широкое применение: в электронике, в медицине, при создании стекла, в изготовлении прочных волокон, при создании ядохимикатов против вредителей в сельском хозяйстве. Ну, кажется, на сегодня достаточно, пока!»

И полетел наш Гидра Гениев дальше, а я уже пребываю в ожидании новых известий от него.

Углерод С (Карбонеум Органический)

Вот уж кого Гидре Гениеву не пришлось долго разыскивать, так это Карбонеума Органического[17]17
  Карбонеум Органический – это имя и фамилия углерода. Имя – от латинского названия этого элемента, а фамилия Органический дана, потому что углерод является основой всего живого. В Периодической системе химических элементов обозначается латинской буквой С.


[Закрыть] – он встречается буквально на каждом шагу, образует огромное число соединений, в большинстве своем органических, основу живых организмов. Но и в горных породах, к примеру, можем его встретить. Поэтому на долгие поиски Гидра времени не тратил.

Завидев Карбонеума, Гениев с радостью бросился ему навстречу, и они крепко обнялись. Обычное дело – они оба просто обожают создавать друг с другом различные соединения; оба входят в состав всех без исключения живых организмов и называются биогенными, то есть «создающими живое».

– Ну как ты, мой многогранный друг? При последней нашей встрече ты помахал мне из алмаза, до этого я видел тебя в карандашном графите, а ещё раньше – в каменном угольке. А теперь над чем трудишься, если не секрет? – обратился Гидра к Карбонеуму. – И тебе не чужда аллотропия, как я погляжу.

И Карбонеум с удовольствием рассказал другу, как они с братьями построили алмаз (самый прочный на планете минерал), а потом решили создать самое чёрное на планете вещество вантаблэк (поглощает 99,96 % света), ну, и так, по мелочам: помогли людям с ядерными реакторами, ювелирными украшениями, новыми лекарствами… В общем, в химических лабораториях они всегда желанные, почётные гости учёных.

Так они проболтали целый день и не заметили, как стало уже смеркаться. Гидра вспомнил, что тоже обещал заскочить к учёным по срочному важному делу, и друзья распрощались до новых встреч.

Ну что ж, буду ждать от него свежих известий и обязательно с вами поделюсь, когда получу следующее письмо.

Азот N (Нитро Гениев)

В ледующую встречу в тот день Гидре всё-таки пришлось отложить – слишком уж он задержался у Карбонеума. Зато наш друг остался доволен тем, что заночевал на свежем воздухе, сон на природе – это так прекрасно!

Гидру разбудило птичье пение о прекрасном, тёплом и светлом утре. Он сладко потянулся и отправился здороваться с Нитро Гениевым[18]18
  Нитро Гениев – это азот (на латыни nitrogenium). В Периодической системе химических элементов он обозначается латинской буквой N.


[Закрыть]. К счастью, и его долго искать не пришлось, поскольку Нитро буквально везде: больше чем на 3/4 атмосфера[19]19
  Атмосфера – воздушная оболочка Земли.


[Закрыть] нашей планеты состоит из азота.

Вот как описал Гидра своего родственника[20]20
  Фамилия Гидры и Нитро – Гениевы – не потому, что они гении, а потому, что это производное от греческого слова genesis – «происхождение».


[Закрыть]:

«Нитро Гениев образует со своими братьями-близнецами (другими Нитро Гениевыми) очень прочные соединения, и если Эн все-таки вступает в реакции с другим элементалам, со временем всё равно отрывается и возвращается к своим братьям-близнецам, образуя вещество, которое земляне называют азотом.

Вместе со мной и Карбониумом Эн образует множество органических соединений, входящих в состав клеток животных и растительных организмов. Учёные-химики и медики, учитывая это, изобретают всё более точные комбинации и пропорции, создают новые соединения, способные эффективно исцелять заболевшие организмы.

А ещё при очень низкой температуре Нитро из газообразного переходит в жидкое состояние, и в таком виде его используют для быстрого охлаждения и даже глубокой заморозки различных объектов, в том числе и в медицине».

Нитро ещё что-то очень важное рассказал Гидре. Речь шла об участии Нитро в так называемом круговороте веществ. Не могу от вас утаить.

«Я уже говорил, что Нитро, если уж образовал соединение с братьями-близнецами, тот самый азот, то разорвать это соединение невероятно трудно, но есть на вашей планете бактерии (это такие маленькие организмы), которые способны данные соединения расщеплять и образовывать новые, необходимые для жизни. После этих бактерий Эн попадает в почву, из почвы – в растения. После растений – в животных, а затем снова возвращается в атмосферу. Это называется круговорот веществ в природе. Сложно, непонятно, но чрезвычайно интересно!»

Кислород О (Окси Гениев)

Хорошенько отдохнув в гостях у Нитро, наш друг путешествует дальше по планете Земля, ведь покидать её совсем не хочется! Тем более что следующей у него была запланирована встреча с любимым Окси Гениевым![21]21
  Окси Гениев – производное от латинского названия кислорода оxygenium. В Периодической системе химических элементов обозначается латинской буквой О.


[Закрыть]

Гидра и Окси – друзья не разлей вода, в самом прямом смысле этого слова, ведь они на пару образуют самое важное для жизни нашей планеты вещество – воду.

Гидра с упоением описал в своем письме, какие соединения образует Окси и его ближайшие родственники.

«Важнейшее соединение, без которого не может существовать ни один живой организм, – это кислород. Любой из вас, кто сейчас читает мое письмо, уже много раз вздохнул и получил при этом солидную порцию этого газа, он отправился в организм, обеспечил внутри множество необходимых для жизни процессов, стал участником новых соединений, в том числе итогового, с Карбонеумом – углекислого газа. Вы его выдохнули.

Без кислорода не ездят машины, не летают самолеты и вообще не работает ни один механизм, принцип работы которого основан на горении. Разжечь костёр или зажечь свечу невозможно без кислорода. Больным, ослабленным людям медики подают кислород через специальные маски, чтобы улучшить их состояние. В общем, всего и не перечислить – без кислорода нет жизни, и точка.

Кстати говоря, главным производителем Окси на Земле являются растения – деревья, кустарники, травы и даже водоросли и мхи. Замечали, что в лесу дышится легче? Это потому, что воздух там из-за большого скопления растений богат кислородом.

Вам уже известно понятие аллотропии, когда один и тот же элементал может образовывать различные соединения.

Так вот Окси со своими ближайшими братьями может образовать очень важное соединение под названием озон[22]22
  Озон – аллотропная модификация кислорода. Молекула озона состоит из трёх атомов кислорода.


[Закрыть]. Озон защищает всё живое на планете от воздействия опасных ультрафиолетовых лучей. Его также используют для очистки воды (озон способен убивать болезнетворные бактерии), а также при лечении многих заболеваний.

Благодаря нашему тесному союзу с Окси 2/3 суши на планете Земля занимает огромный водный резервуар – Мировой океан, и это моя особенная гордость. Всем привет!»

Окси и Гидра попрощались на закате, и каждый отправился по своим делам. Гидра торопился, поскольку знал, что следующий элементал разыскать будет не так-то просто.

Фтор F (Флюор Окислительный)

Ага, любопытные мои, вы уже торопитесь узнать: кого же Гидре пришлось искать долго? Что за неуловимый элементал? Секрет в том, что зовут его Флюор Окислительный[23]23
  Флюор – устаревшее название фтора. Фамилию Окислительный я дал герою сказки потому, что фтор активно вступает в реакции с другими элементами в качестве окислителя (элемента, забирающего электроны). В Периодической системе химических элементов обозначается латинской буквой F.


[Закрыть], и он чрезвычайно активный, моментально вступает в соединения, ни при каких обстоятельствах не хочет оставаться в гордом одиночестве.

Впрочем, читайте, что об этом пишет сам Гидра.

«Видишь ли, Флюор очень не любит быть один, другие элементалы его быстро подхватывают и образуют с ним соединения. Уф, и побегал же я за ним, чтоб поговорить наедине! Мой брат Флюор гиперактивный, чуть зазевался – а его уж и след простыл. И немудрено: он относится к неметаллам, легко переходит в газообразное состояние.

Газ фтор опасен для людей, является токсичным. При получении его в лабораторных или промышленных условиях необходимо тщательно соблюдать технику безопасности.

В промышленности фтор используют при производстве пластмасс, антипригарного покрытия посуды, охлаждающих веществ для холодильных устройств, для профилактики и лечения болезней зубов и даже для производства ракетного топлива.

Фтор является важным элементом в составе костной ткани человека, а также зубной эмали, его недостаток сказывается на крепости скелета.

Ну всё, заканчиваю – он опять куда-то испарился. Отдохну на следующей встрече, потому что элементал, о котором напишу завтра, напротив, чрезвычайно, удивительно неактивный, не то что некоторые… Ну что, заинтриговал? До встречи!»