Занимательно о химии - [39]

Такие соединения синтезировались во множестве, и каждое из них представляло собой мину замедленного действия, заложенную в фундамент здания теории валентности.

Концы не сходились с концами. У многих металлов обнаруживались валентности совершенно необычные.

Альфред Вернер объяснил это странное явление.

Он полагал так: атомы, после того как насытили свои обычные, законные валентности, могут проявлять еще валентности дополнительные. Скажем, медь, затратив две основные валентности на атомы хлора, изыскивает две дополнительные для присоединения аммиака.

Соединения, подобные Cu(NH₃)₂Cl₂, называют комплексными. Здесь комплексным является катион [Cu(NH₃)₂]²⁺. Во многих веществах сложное строение у аниона, например у K₂[PtCl₆] комплексный анион [PtCl₆]^2–.

Но сколько побочных валентностей может проявлять металл? Это количество определяется величиной координационного числа. Наименьшее его значение равно 2, наибольшее — 12. Так, в аммиачном соединении меди оно 2. Именно столько молекул аммиака присоединено к медному атому.

Загадка необычных валентностей была решена. Родился новый раздел неорганической химии — химия комплексных соединений.

Их ныне известно великое множество, более сотни тысяч. Их изучают во всех химических институтах и лабораториях мира. Ими интересуются не только химики-теоретики, которые хотят знать, как что устроено и почему так устроено.

Без комплексных соединений нет жизни. Ведь и гемоглобин, важная составная часть крови, и хлорофилл, основа жизнедеятельности растений, — комплексные соединения. Многие ферменты и энзимы устроены «по-комплексному».

Аналитики с помощью комплексных соединений проводят сложнейшие анализы самых различных веществ.

Химики получают многие металлы в очень чистом состоянии, беря в помощники комплексы. Их используют как ценные красители, ими умягчают воду. Словом, они вездесущи — комплексные соединения.

Сюрприз простого соединения

Освоить фотографию в наш век — дело более чем нехитрое. Оно, пожалуй, под силу и октябренку. Пусть он не будет знать всех тайн фотографического процесса. (Между нами говоря, кое-что неясно даже специалистам.) Но снимать и проявлять — тут требуется лишь небольшая практика да несколько добрых советов взрослых.

А поэтому мы не будем расписывать в подробностях, что нужно делать фотографу.

Он, например, хорошо знает, что иногда фотографии покрываются бурыми пятнами. Особенно когда они лежат на свету и долго хранятся. «Стало быть, — скажет фотограф, — в процессе проявления бумаги (или пластинки) изображение недозакрепилось».

По-научному это значит: пластинку или фотобумагу недостаточно держали в фиксирующем растворе.

Зачем нужен фиксаж? И на этот вопрос легко ответит всякий, кто хоть немного увлекался фото.

Чтобы удалить с поверхности пленки остатки бромистого серебра, которое не разложилось при действии света.

Фиксажей изобретено немало. Но самый дешевый, самый популярный из них — гипосульфит. Химики называют его тиосульфатом натрия.

Но сначала о сульфате. Он известен давным давно, и открыл его немецкий химик Иоганн Глаубер. Поэтому сульфат натрия именуют еще и глауберовой солью. Его формула Na₂SO₄ · 10H₂O.

Химики любят изображать соединения в виде структурных формул. Безводный сульфат натрия они нарисуют так:

И даже новичок в химии, взглянув на формулу, легко увидит: сера здесь положительно шестивалентна, кислород — отрицательно двухвалентен.

Тиосульфат построен почти так же. За исключением одной детали — вместо атома кислорода стоит атом серы:

 или так:

Просто? Конечно. Но до чего же все-таки любопытное соединение этот тиосульфат! Оно содержит два атома серы разной валентности. Один несет заряд 6+, другой 2–. Не так уж часто сталкиваются химики с подобным явлением.

Даже в самом обыденном нередко кроется необычное.

Чего не знал Гемфри Дэви

Список научных трудов знаменитого английского химика Гемфри Дэви чрезвычайно обширен.

Он был не только талантливым ученым, но и весьма удачливым исследователем. За какую бы проблему ни брался Дэви, он почти всегда успешно ее разрешал. Он получил немало новых химических соединений. Разработал несколько новых методов исследования. Дэви, наконец, открыл четыре элемента — калий и натрий, магний и барий.

Среди его работ есть небольшое исследование. В нем сообщается о приготовлении простого химического соединения — гидрата хлора. Здесь к молекуле хлора присоединялось шесть молекул воды: Cl₂ · 6H₂O.

Дэви тщательно изучил свойства этого вещества. Но так и не узнал, что получил соединение совершенно нового типа. Соединение, в котором отсутствует химическая связь.

В этом убедились химики двадцатого столетия. Они пытались объяснить существование гидрата хлора с помощью современных представлений о валентности. И безуспешно: вещество оказалось крепким орешком.

И далеко не единственным.

Десятилетиями химики искали ответа на вопрос: так ли уж безнадежно инертны инертные газы или все-таки их можно заставить вступить в химическое взаимодействие? Мы с вами уже знаем, чем все кончилось. Но пока дело решалось, ученым удалось приготовить несколько гидратов аргона, криптона, ксенона и радона.