Как элемент назовешь, так он и заживет
Кстати, а как вообще у элементов появились названия? Прежде всего напомним, что химический элемент - это отдельный вид атомов с определенным зарядом ядра. Номер элемента в Таблице Менделеева - это и есть заряд ядра. Несколько элементов известны с глубокой древности и тогда же получили свои названия, как правило, связанные с внешним видом или каким-либо физическим свойством. Например, "золото" и "ртуть" происходят от индоевропейских корней, означающих соответственно "желтый" и "бежать": золото - металл желтого цвета, а капли пролитой ртути действительно так разбегаются во все стороны, что собрать их довольно трудно. Другие элементы, такие как серебро и железо, медь и сера, углерод и цинк, были известны еще в Древнем Египте.
В Средние века алхимики открыли мышьяк, висмут и фосфор (последний - из человеческой мочи). Алхимик Бранд выделил не тот красный фосфор, который содержится в намазке спичечной коробки, а фосфор белый, который окисляется на воздухе и светится. Вот почему этот элемент и назвали "фосфор" - от греческого "светоносец".
В XVIII и XIX веках химики открыли множество элементов. Их называли в честь планет Солнечной системы (уран, плутоний) или мифологических героев (торий - от скандинавского бога грома Тора), по внешнему виду (хлор - от греческого "зеленый") или по имени родины первооткрывателя (рутений - от латинского "Рутения", то есть Россия). Все эти элементы существуют в природе. Любопытно, что многие из них названы в честь государств или географических названий - тот же рутений, германий, франций, европий, америций, полоний, дубний, галлий, скандий (в честь Скандинавии). И только в одном случае вышло наоборот: Аргентина получила свое имя в честь серебра (от латинского argentum), да и то по ошибке. Испанские конкистадоры были уверены, что в этой части Южной Америки огромные залежи серебра, но надежды их не оправдались. Да и с какой стати испанцы решили, что эти залежи здесь должны быть, - совершенно непонятно. Приводятся какие-то легенды, неразборчивые предания неграмотных аборигенов, но истины сейчас уже не найти.
Забавно происхождение названия другого элемента - платины, которое также связано с элементом серебро. С платиной конкистадорам как раз повезло: они нашли и месторождения этого самородного металла, и некоторое количество платиновых изделий, созданных индейцами на территории будущей Колумбии. Однако своего везения испанцы не поняли и пренебрежительно назвали этот похожий на серебро, но очень тугоплавкий металл серебришком от испанского названия серебра - plata. Платина плавится при гораздо более высокой температуре, чем серебро, поэтому металл казался малоперспективным для использования в ювелирном или монетном деле и оценивался в два раза дешевле самого серебра. Сейчас благородный металл платина стоит заметно дороже золота и в 50 (!) раз дороже серебра. В России платину обнаружили на Урале и вначале использовали для производства ружейной дроби. Нетрудно догадаться, что выстрел из дробовика с платиновой дробью стоит во множество раз больше, чем подстреленная утка или глухарь.
В первой трети и середине XX века получили свои названия радиоактивные элементы, которые быстро распадаются, в природе не существуют и могут быть получены только искусственным путем. Хотя традиция использовать географические названия сохранилась (америций, берклий, калифорний, наш дубний, как уже упоминалось, в честь Дубны), новым элементам стали давать названия преимущественно в честь великих ученых. Так в нижней строчке Таблицы Менделеева появились фермий и эйнштейний, кюрий и резерфордий, нобелий и менделевий. Раньше и правильнее у нас элемент называли "менделеевий", но постепенно смирились с англоязычным наименованием, тем более что и открыли, и назвали этот элемент № 101 американцы.
Кстати, с теми же американцами связана и история двойного наименования элемента ниобия № 41. Этот элемент был выделен из минерала колумбита в 1801 году. Его первооткрыватель англичанин Ч. Хатчет назвал элемент "колумбием". Сам минерал был обнаружен в канадской части бассейна реки Колумбия, а англичанин оказался в Канаде просто потому, что в те годы эта огромная часть Североамериканского континента принадлежала Великобритании. Однако в 1844 году немецкий химик Генрих Розе, не имея на то никаких прав, взял да и переименовал колумбий в ниобий в честь Ниобы, дочери героя древнегреческого мифа Тантала. Некоторые основания для такого переименования были, а именно большое сходство химических свойств этих двух элементов, находящихся в одной и той же V группе Таблицы Менделеева, причем ниобий стоит прямо над танталом. Однако ни англичане, ни солидаризировавшиеся с ними американцы (река Колумбия протекает в основном по территории США) не согласились с этим переименованием и упрямо помещали в клетку № 41 значок Cb. И сейчас можно встретить колумбий в американской химической литературе, несмотря на принятое в 1950 году решение ИЮПАК об использовании исключительно названия "ниобий". Похожая история произошла и с вольфрамом. Этот элемент был впервые выделен из минерала вольфрамита, который часто сопутствует оловянным рудам и мешает выплавке олова, переводя олово в шлаковую пену. За это он и был назван "волчьей пеной" - wolf rahm по-немецки. Однако в Великобритании, США и Франции этот элемент и самый тугоплавкий металл называют не вольфрамом, а тунгстеном. Путаница происходит оттого, что вольфрам-тунгстен почти одновременно открыли два испанских химика и великий швед Карл Вильгельм Шееле. Испанцы присвоили элементу № 74 имя вольфрам, а Шееле - тунгстен по аналогичному названию минерала тунгстена, из которого он этот металл выделил. Тот же ИЮПАК требует использовать только символ W и название "вольфрам", но эта организация не в состоянии запретить химикам использовать название "тунгстен" и символ Tu.
Примером правильного использования символа и устаревшего названия являются элементы натрий и калий, который по-английски называются "содиум" от натриевой соды и "потассиум" от калиевого поташа. Но пишутся Na и K. При переводе на русский язык этикеток моющих средств, которые часто содержат соединения натрия и калия (например, лаурилсульфат натрия - поверхностно-активное вещество), иногда ошибаются и появляется загадочное образование лаурилсульфат содиума.
Уран, нептуний, плутоний были названы в честь планет Солнечной системы, но открыты или получены они были в земных лабораториях. И лишь один элемент вначале обнаружили на другом небесном теле, а именно на Солнце, - этот элемент назвали гелий, в честь древнегреческого бога Солнца Гелиоса. Открыли гелий так: в солнечном спектре увидели его линию вблизи желтой линии натрия. В 1871 году было сделано предположение, что эта линия соответствует новому элементу, и лишь через 27 лет гелий был выделен великим химиком Рамзаем из уранового минерала клевеита. А в 1906 году выяснилось, откуда в минерале, то есть попросту куске камня, взялся газ. Еще более великий Резерфорд выяснил, что при радиоактивном распаде урана испускаются альфа-частицы, которые как раз и представляют собой ядра атомов гелия. При этом гелий является одновременно и вторым по распространенности элементом во Вселенной (после водорода), и вторым по легкости химическим элементом (тоже после водорода). И наконец, благородные гелий и неон - единственные химические элементы, которые не удалось заставить вступить в реакцию с какими-либо другими веществами или элементами. Остальные благородные газы - аргон, криптон, ксенон и радон - уже сдались и свой аристократизм утеряли (об этом см. в главе 15). Принципиальная негорючесть гелия сделала этот газ идеальным для наполнения воздушных шаров и дирижаблей вместо крайне опасного водорода. Единственный недостаток - гелий заметно дороже водорода.
На Земле больше всего изотопа с двумя нейтронами - гелия-4, а легкого стабильного изотопа гелия-3 намного меньше. На Луне же количество гелия-3, попавшего на наш спутник из солнечного ветра, по оценкам, сотни миллионов тонн. И руководители нашего космического агентства даже заявляли, что этот гелий можно будет собрать, отправить на Землю и здесь провернуть термоядерную реакцию синтеза гелий-3 + дейтерий (в результате этой реакции получается энергия), ведь дейтерия на Земле полно. Всю годовую потребность Земли в энергии может обеспечить всего 100 тонн гелия-3. Однако это лишь прекраснодушные расчеты. Управляемую термоядерную реакцию запустить до сих пор не удалось, хотя физики занимаются этой проблемой уже больше 60 лет, и даже кинофильму "Девять дней одного года", в котором герой Алексея Баталова пытается найти "термояд", уже пятьдесят лет. На юге Франции начато строительство международного экспериментального реактора ИТЭР, но дата запуска все время отодвигается, последняя из называемых дат - 2026 год. Но как планировать на столько лет? Поневоле вспоминаешь знаменитого осла, которого Насреддин обещал шаху научить разговаривать через 15 лет. Насреддин понимал, что за 15 лет кто-нибудь да умрет. Либо шах, либо сам Насреддин. Либо, в конце концов, осел.
К настоящему времени в Таблице разместилось 117 химических элементов с номерами 1-116 и 118, элемент № 117, как уже говорилось, не так давно синтезировали в ОИЯИ в лаборатории академика Юрия Оганесяна. Названы, однако, только элементы до № 112. Как правило, новые элементы, то есть элементы с большим зарядом ядра (номером), получают при слиянии ядер уже известных элементов. Так, уже упоминавшийся элемент № 112 был открыт в результате обстреливания ядрами цинка (номер в Таблице - 30) мишени из свинца (номер 82). Ядра цинка и свинца слились и образовали ядро нового элемента (30 + 82 = 112).
А пока элемент № 117 носит неказистое название "один-один-семь", то есть унунсептий. Но ученые из лаборатории академика Юрия Оганесяна, как авторы открытия, имеют полное право дать настоящее имя этому элементу, а также открытым ими элементам № 114–116 и 118. Как сообщают из ОИЯИ, элемент № 116 предполагается назвать московием, но вовсе не в честь города Москвы, а в честь Московской области, в которой находится Дубна и ОИЯИ. А элемент № 114 - флеровием в честь академика Георгия Флёрова, открывшего спонтанное деление урана и первым еще в 1942 году сообщившего Иосифу Сталину о возможности и необходимости создания отечественной атомной бомбы. Кстати, это интересная история.
Бомба Флёрова
Лейтенант Георгий Флёров, однажды оказавшись в прифронтовом Воронеже, зашел в Воронежский университет, в библиотеку которого даже во время войны поступали иностранные англоязычные физические журналы. Пролистав их, Флёров обнаружил полное отсутствие статей об уране, цепной реакции, получении трансурановых элементов и вообще о ядерной физике, хотя в предыдущие годы до половины объема журналов было посвящено этим горячим темам. Ему стало совершенно ясно, что все такого рода исследования засекречены - значит, американцы и англичане начали работу по изготовлению атомной бомбы, принципиальная возможность которой уже была доказана, в том числе и расчетами самого Флёрова. Тогда-то он и написал письмо генералиссимусу, а в 1943 году Флёрова отозвали с фронта и включили в группу ученых, занимавшихся советским атомным проектом. Малообразованный генералиссимус и его клевреты в то время не понимали, что это там задумали физики, и по-настоящему делать бомбу в СССР начали только после бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, когда даже недалекое советское руководство сумело оценить невиданные возможности атомного оружия. Уже отмечалось благородство немецких ученых, назвавших № 112 в честь великого поляка коперникием. Ранее открытые ими элементы № 108 и № 109 они назвали в честь немецкой земли Гессен (хассий) и великой Лизе Мейтнер (мейтнерий), которая открыла деление урана, то есть фактически изобрела атомную бомбу.
Синтез элементов с номерами вблизи и на "острове стабильности" не является просто удовлетворением любопытства ученых и развитием фундаментальной науки. Существуют предположения, что на основе этих элементов будет создана совершенно новая ядерная энергетика.
Итак, безымянны открытые в России элемент № 113 унунтрий (1-1-3), № 114 унунквадий (1-1-4), унунпентий (1-1-5), унунгексий (1-1-6) и унуноктий (1-1-8). Все эти унылые "унуны" представляют собой всего лишь кодовые наименования, используемые для удобства - хотя какое тут удобство, особенно для русскоязычного читателя? Вообще надо признать, что ИЮПАК мышей не ловит, или по крайней мере делает это крайне медленно. Дубнинские исследователи предложили для синтезированного ими в 2003 году унунтрия название "беккерелий" - в честь Анри Беккереля, открывшего радиоактивность. Но неожиданно в эту историю втерлись японцы, которые в 2004 году якобы синтезировали один (!) атом унунтрия. Они тут же предложили назвать его нихонием (от "Нихон" - Япония). Почему ИЮПАК до сих пор не вынес своего решения - бог весть.
Унунквадий № 114 уже предлагалось назвать ога-нессием в честь понятно кого - но в отношении действующих ученых так обычно не делается. Унунпентий № 115 дубнинские физики предлагали назвать ланжевением в честь известного французского физика и иностранного члена нашей Академии наук Поля Ланжевена. Элементу № 116 пока имени не подобрали, а № 118 предлагали назвать московием (см. выше). Ни одно из этих названий ИЮПАК пока не утвердил.
Как видим, в химии нашлось место и лингвистике. Стремясь назвать новый элемент в честь своего соотечественника или места открытия, ученые тратят огромные - причем, не свои - деньги. Интересно, что и сами химические вещества могут стать словами некоего языка живых существ. Такие вещества называют феромонами.
Глава 12
Страстные бабочки и пряные девчонки
Бабочки не умеют разговаривать, но ведь надо же им как-то общаться? Некоторые насекомые, например пчелы, сообщают своим соплеменникам о местонахождении вкусной пыльцы с помощью специальных танцев в воздухе. А вот бабочкам природа подарила химический язык, прежде всего для привлечении самца (или самки) с целью продолжения рода. Выделяя специальные вещества, так называемые феромоны, бабочка-капустница сообщает возможному партнеру о желании познакомиться поближе. Такие феромоны называют еще половыми аттрактантами (от английского to attract - привлекать). Поразительна чувствительность рецепторов партнера - некоторые бабочки улавливают феромоны в концентрации 1 (одна!) молекула в кубическом метре. Первоначально ученые даже не могли объяснить, как самец - а у бабочек активной, привлекающей стороной является как раз самка - может эту молекулу отыскать в кубическом метре. Но потом все выяснилось, самец просто очень быстро и много летает, буквально обшаривая крылышками окружающее пространство.
Любовь и ловушки
Феромоны насекомых представляют собой довольно сложные органические соединения (чаще всего стероиды), на синтез которых химики потратили сотни часов в лабораториях, оснащенных изощренной аппаратурой. И результат оказался впечатляющим: сейчас до трети всех средств борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур представляют собой ловушки с искусственными феромонами, на которые незадачливые жучки-бабочки-паучки слетаются, как пчелы на мед, а вылететь из липкой ловушки уже не могут. Так, без всякого вредного химического воздействия на природу удается спасти урожай капусты и прочей морковки.
Химический язык распространен не только у насекомых. Молекулярными сигналами обмениваются рыбы, например лососи на нересте, птицы, млекопитающие - бобры, скунсы. Причем у млекопитающих отмечены и половые аттрактанты. Например, при появлении в слюне хряка некоторых веществ соседняя свинка принимает "характерную позу неподвижности", как скромно, потупив глазки, сообщает нам энциклопедия.
У человека чувствительность к запахам, разумеется, гораздо ниже, чем у собак, обнаруживающих ничтожные следы наркотиков в багаже авиапассажиров, но тоже достаточно велика и носит вполне значимый характер. Это подтвердит каждый, случайно оказавшийся рядом с бомжом в общественном транспорте или зашедший в парфюмерный магазин где-нибудь на Тверской или на Невском. Видимо, эту чувствительность и пытаются использовать некоторые компании, выпускающие духи с феромонами.
Человек - мыслящее, но все же животное. В организмах мужчин и женщин присутствуют половые гормоны - андрогены и эстрогены. Эти вещества принимают прямое участие в развитии половой системы, вторичных половых признаков, а у женщин еще и в управлении циклической половой деятельностью. Например, андрогены (тестостерон, андростерон, дегидроандростерон) стимулируют рост волос на подмышках и кое-где еще, огрубление голоса и появление усов и бороды. Однако половыми аттрактантами эти вещества не являются и к привлечению партнера никакого отношения не имеют! Тем не менее если и искать вещества с феромонной активностью, то среди производных половых гормонов.
Таким производным является, например, андростенонон, который по своей структуре лишь чуть-чуть отличается от андростерона и также обладает гормональной активностью. Для интересующихся приводим точное химическое название этого соединения: 5а-андрост-16-ен-3-он. Чистейшие препараты андростенона получены уже давным-давно и могут быть проданы каждому, кто воспользуется Справочником-прейскурантом по биохимическим соединениям "Сигма" (рассылается бесплатно).
А как насчет феромонной активности, то есть является ли андростенон половым аттрактантом? Существуют некоторые подтверждения на этот счет, но основная часть исследователей считают, что предпочтение женщинами именно того мужчины, который был намазан андростеноном, не превышает ошибки эксперимента. Более того, у значительного числа исследованных красавиц такие мужчины вызывали негативную реакцию! Что и неудивительно: андростенон попахивает нашатырным спиртом.
А вообще наивно думать, что, намазавшись андростенонным лосьоном, можно завоевать с первого взгляда, то есть первого нюха, сердце красавицы на соседнем сиденье в троллейбусе. Как родственник половых гормонов, андростенон может оказывать эротизирующее влияние - это давно известно. Однако влияние не на особь противоположного пола, а на самого покупателя лосьона. То есть парфюмированный мачо сам-то занервничает, но дама ничего не почувствует.
Впрочем, приходится признать, что половые аттрактанты действительно существуют и у людей. Хотя это не всегда только химические вещества. К таким аттрактантам относятся и парфюмерные ароматы - женская "Шанель" и мужской "Босс", и запах шоу-бизнеса, о котором мечтают многие девочки, и запах власти, и, конечно запах денег, особенно больших денег. Не обязательно новых, пахнущих американской зеленой краской. Годятся и рубли, и старые купюры и даже карточки viza.
Однако тайна любви и сегодня остается тайной. И дело тут не в каких-то загадочных человеческих половых аттрактантах, а в загадочной человеческой психике. Женщины любят красивых - но и безногих инвалидов войны, богатых бизнесменов - но и нищих поэтов. Они любят умных, но "дурачок ты мой" также входит в сферу их интересов. А уж про то, что женщины любят ушами (а не носами!), и вовсе известно со времен шумерского "Сказания о Гильгамеше".