От водорода до …? - [103]
Полоний относится к наименее распространенным в природе элементам. Содержание полония в земной коре не превышает такой доли процента, в которой первая значащая цифра находится на пятнадцатом месте после запятой. В свободном состоянии полоний был выделен электролизом растворимой соли. Температура его плавления 254 °C, плотность 9,4.
За 28 лет до открытия Кюри-Склодовской существование полония в природе было предсказано на основе периодического закона Д. И. Менделеевым.
Ныне промышленными «месторождениями» полония стали атомные реакторы, в которых путем нейтронного облучения висмута получают полоний в значительных количествах. Особый интерес представляет полоний как источник альфа-частиц. Изотоп полония с массовым числом 210 излучает только альфа-частицы, причем в четыре с лишним тысячи раз интенсивнее, чем радий.
Известно, что альфа-частицы вызывают ионизацию воздуха, а ионизированный воздух обладает более высокой химической активностью. Советский изобретатель А. Г. Пресняков предложил оригинальный вариант использования ионизирующей способности полония. Его проект состоит в том, что пластинку, покрытую полонием-210, необходимо помещать в воздухопроводе перед мартеновской или доменной печью. Ионизированный воздух будет способствовать полноте и интенсивности горения топлива. Полоний-210 хотя и является самым бурным из естественных радиоактивных веществ, но пластинка со слоем изотопа может работать как ионизатор много месяцев.
Буквально за несколько последних лет детально изучены химические свойства полония. Установлено, что он образует огромное количество комплексных соединений, является сильнейшим коллоидообразователем, прочно адсорбируясь на стенках химической посуды и фильтрах.
Неустойчивый
Долгое время сообщения о том, что элемент с порядковым номером 85 обнаружен в природе (ему давали название — алабамий, гельвеций, англо-гельвеций и др.), не подтверждались. Обнаруженный только в 1940 г., он, подобно хлору, дает с серебром нерастворимое астатинистое серебро. По этому и многим другим признакам можно считать астат подобным галогенам. Сейчас астат, подобно галогенам, имеет и короткое ударное название, а еще недавно его называли астатий, или астатин. Первые исследования химических свойств астата проводились с растворами, в которых концентрация элемента была очень мала и не превышала одного атома на 500 млрд. молекул растворителя. Чтобы пересчитать такое количество молекул, отсчитывая каждую секунду по 5 штук, потребовалось бы более трех тысяч лет.
Астат действительно подобен йоду, но во многом, однако, совершенно не похож на него. Главное отличие астата от йода — радиоактивность. Больше половины астата, полученного утром, к вечеру исчезнет, период его полураспада всего 7,5 часа. Вот откуда произошло название астата: «астатос» по-гречески значит «неустойчивый», «нестабильный». Именно по этой причине в земном поверхностном слое (1,6 км), как показали расчеты, содержится всего 69 мг астата-218. Чудовищно мало!
У астата много изотопов (19), но все они «астатосы» — неустойчивые, нестабильные. Один из них (астат-211) обладает способностью, известной в радиохимии под названием «разветвленного распада». Сущность явления состоит в том, что некоторые из атомов этого изотопа подвергаются одному типу распада, а другие — другому, причем в конечном результате этих распадов выделяются альфа-частицы. Подобно йоду, астат возгоняется (сублимируется) при комнатной температуре, растворим в органических растворителях, концентрируется в щитовидной железе.
Как чистый металл астат ведет себя удивительно: возгоняется в молекулярной форме из водных растворов. Такой способностью не обладает ни один из известных элементов.
Этот элемент был получен искусственно ученым Э. Сегре и его сотрудниками путем «бомбардировки» атомов висмута альфа-частицами, ускоренными на циклотроне.
Астат под названием экаиода был предсказан Д. И. Менделеевым.
Самый тяжелый газ
Газ, о котором мы хотим коротко рассказать, обладает удивительными свойствами. Он светится в темноте, без нагревания испускает тепло, со временем образует новые элементы: один из них — газообразный, другой — твердое вещество. Он в 110 раз тяжелее водорода, в 55 раз тяжелее гелия, в 7 с лишним раз тяжелее воздуха. Один литр этого газа весит почти 10 г (точнее 9,9 г).
Однако никогда ни один ученый не имел возможности собрать такое количество газа. Да если бы такой объем газа и был бы получен каким-либо фантастическим способом, то, как указывал профессор Резерфорд, никакой резервуар не мог бы удержать его. Количество тепла, испускаемое этим газом, было бы так велико, что легко расплавило бы любой сосуд.
Как же называется этот чудесный газ? У него было три «имени». И каждое из них имело свою историю.
После открытия радия, когда ученые с большим увлечением познавали тайны радиоактивности, было установлено, что твердые вещества, находившиеся в близком соседстве с солями радия, становились радиоактивными. Однако спустя несколько дней радиоактивность этих веществ исчезла бесследно. В 1902 г. Дорн, изучавший это явление, пришел к выводу, что радий непрерывно испускает радиоактивное вещество, невесомые количества которого оседают на близлежащих предметах. Это вещество оказалось радиоактивным газом, который Резерфордом был назван эманацией радия. Слово «эманация» было заимствовано из латинского языка и означало «истечение».
Книга посвящена жизни и творчеству выдающегося советского кристаллографа, основоположника и руководителя новейших направлений в отечественной науке о кристаллах, основателя и первого директора единственного в мире Института кристаллографии при Академии наук СССР академика Алексея Васильевича Шубникова (1887—1970). Классические труды ученого по симметрии, кристаллофизике, кристаллогенезису приобрели всемирную известность и открыли новые горизонты в науке. А. В. Шубников является основателем технической кристаллографии.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
«Занимательное дождеведение» – первая книга об истории дождя.Вы узнаете, как большая буря и намерение вступить в брак привели к величайшей охоте на ведьм в мировой истории, в чем тайна рыбных и разноцветных дождей, как люди пытались подчинить себе дождь танцами и перемещением облаков, как дождь вдохновил Вуди Аллена, Рэя Брэдбери и Курта Кобейна, а Даниеля Дефо сделал первым в истории журналистом-синоптиком.Сплетая воедино научные и исторические факты, журналист-эколог Синтия Барнетт раскрывает удивительную связь между дождем, искусством, человеческой историей и нашим будущим.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.