Периодическая система химических элементов ... у нас дома

В XIII веке человеку были известны лишь девять химических элементов: семь металлов - золото, серебро, медь, олово, железо, свинец и ртуть, а также два неметаллы - сера и углерод. После этого пятьсот лет длился период алхимии, и за эти годы как побочные продукты интенсивных алхимических поисков были выделены еще пять химических элементов: мышьяк, сурьма, цинк, висмут и фосфор.

В первой половине XVIII века было открыто платину, кобальт и никель. Таким образом, двести пятьдесят лет назад человечеству было известно лишь 17 химических элементов.

1 марта 1869 г. Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) опубликовал таблицу "Попытка системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве», в которой было чуть больше шести десятков элементов. Через два года, в 1871 году, существенно развив представление о периодах и группах элементов и о месте элемента в системе, ученый назвал эту систему периодической. В результате уже тогда периодическая система во многом приобрела современные структурные очертания.

В настоящее время известны 112 (по другим данным 114) химических элементов, которые прочно "закрепили" свое место в периодической системе Д.И.Менделеева, без которой невозможно представить ни один химический класс в школе или химическую лабораторию в институте и университете (при этом элементы, начиная с сто десятого, еще не получили постоянных имен).

Я, наверное, не ошибусь, если скажу, что каждый из нас, впервые войдя в школьный кабинет химии, был потрясен: многочисленные банки, колбы, пробирки на полках, столах и в шкафах, растворы, порошки и кристаллы всех цветов и оттенков, непонятные надписи и формулы, совсем не похожи на математические ... Затем мы стали ориентироваться в этом разнообразии и с удивлением узнали, что и мы сами, и все, что нас окружает, состоит всего из девяти десятков химических элементов, огромное количество которых как в чистом виде, так и в химических соединениях и была скрыта в этих стеклянных сосудах химкабинета
Интересно, а много химических элементов в обычной городской квартире или сельском доме? На первый взгляд это может показаться странным, но если присмотреться внимательнее, то можно выяснить, что у нас дома присутствуют почти все "представители" периодической системы!

Начнем с первого и легкого - водорода. Основным химическим составом, в которой присутствует водород, является вода. Трудно представить себе дом без воды: с ее помощью мы окончательно просыпаемся, утоляет жажду, поддерживаем все в чистоте. И, наконец, ни один продукт питания не может обойтись без водорода, разумеется, связанного. Итак, водород имеет почетный первый номер не только потому, что самый легкий!

Второй элемент, который входит в состав воды, роль которого в нашем существовании не меньшая чем водород, а может даже и большая, это кислород. Попробуйте задержать дыхание и несколько десятков секунд обойтись без одной пятой части атмосферного воздуха. Попробовали? То-то! Ни вкуса, ни запаха кислород не имеет, однако ценность его от этого не уменьшается. Кстати, о запахе - когда после грозы мы вдыхаем свежий воздух, то с удовольствием ощущаем своеобразный запах одной из модификаций кислорода - озона.

Вместе с кислородом с воздухом в наши легкие попадает и азот. Правда, в отличие от кислорода, он почти в них не задерживается. Однако огромное количество азота в наш организм попадает с пищей в составе белков. А какую помощь нам иногда может предоставить одна из составляющих нашей медицинской аптечки - нашатырь, состоящий из азота, водорода и кислорода!

Еще два элемента - фтор и хлор - у нас дома только в виде безвредных соединений. Оба они в соединении с углеродом в виде хладона круглосуточно охлаждают продукты и напитки в нашем холодильнике, а также "помогают" косметическим средствам и лакокрасочным материалам под давлением "покидать" аэрозольные баллончики. Немалую роль играет фтор и в нашей ежедневной борьбе с кариесом. Ну а сколько мы поглощаем хлора с поваренной солью!

Если вспомнили о фторе и хлоре, то нельзя не остановиться и на других галогенах - йоде и броме. С йодом (правда в виде спиртового раствора) наши поцарапанные коленки знакомы с детства, ну а бром в очень малом количестве присутствует в упомянутой уже кухонной соли. Кроме того, в составе бромида серебра этот элемент применяют в фотографии, а растворы бромида натрия и калия - как успокаивающие средства.

Среди газов нашей таблицы остались еще так называемые инертные: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Все они в воздухе, которым мы дышим. Мощный поток света фотовспышки при фотографировании обеспечивает ксенон, а если посмотреть в окно, то можно увидеть цветные буквы рекламных надписей на магазинах и кафе - это "работа" неона (кстати, зеленый цвет этим газоразрядным лампам предоставляют галогениды талию).

В упомянутых лампах-вспышках применяются также рений и гафний. Именно гафниевая фольга формирует направленный поток яркого света.

Остановимся далее подробнее на металлах.

Щелочные металлы - литий, натрий, калий, рубидий и цезий - мгновенно реагируют с кислородом воздуха и поэтому могут присутствовать в нашем доме только в виде соединений. Если в вашей семье есть курильщики или автомобилисты, то с литием нет проблем: соли лития в достаточном количестве содержатся в табаке и в электролите щелочного аккумулятора. Литий входит также в состав стекла телевизионных кинескопов. Натрием (вместе с хлором) в виде поваренной соли мы солим нашу еду, а калий, если вы собственноручно будете заниматься не только фотографированием, но и печатью фотографий, обязательно в виде поташа - карбоната калия - будет в вашем хозяйстве. Кроме того, калий присутствует в составе хрустального стекла, ну а натрий - оконного. Если в вашей "избушке" есть что охранять, то очень вероятно, что в фотоэлементах датчиков движения охранной системы присутствуют рубидий или цезий.

Алюминий, этот "крылатый" металл, и медь, может и незаметно для нашего глаза, опутывают нас со всех сторон: стены и потолки, пылесос и электробритва, холодильник и стиральная машина - везде эти металлы присутствуют в виде проводов. Алюминий позволяет нам также видеть себя в зеркале: тончайшая пленка этого металла нанесена на обратной стороне зеркального стекла. Ранее с этой целью применяли серебро (сейчас тоже изготавливают "серебряные" зеркала, но они дороже чем "алюминиевые"). Рассматривая черно-белые фотографии, многие из нас и не догадываются, что в их состав входит металлическое серебро. Серебро входит также в состав ювелирных изделий и монет.

Среди ювелирных изделий особое место занимает кольцо, которое обычно изготавливают из сплавов на основе золота. Кроме того, золотом и серебром покрывают наиболее ответственные контакты микросхем, входящие в состав радиоприемников, телевизоров, компьютеров ...

Гораздо реже среди ювелирных изделий встречаются платиновые. Но если ваши родные имели особые заслуги перед когда-то великой державой, занимавшей шестую часть суши планеты, то среди их наград случайно могут "отыскаться" ордена, которые содержат этот металл (например, орден Ленина). Также в ювелирном деле ограниченно используется родий (обычно в сплавах с платиной).

Особенно заслуженный металл - железо. К сожалению, "благодаря" его "любви" к кислороду воздуха, железо вокруг нас присутствует только в сплаве с другими элементами. Стальная и чугунная посуда, мебельная фурнитура, слесарный и столярный инструмент ... Хотя сегодня и пытаются заменить железо различными пластмассами, с полной уверенностью можно сказать, что этот металл еще не одно десятилетие будет основой нашего "железного" века.

Если заглянуть на кухню, то первое, что бросается в глаза, - это блестящая посуда. Значительная ее часть изготовлена из корозиеустойчивой стали ("нержавейки"), в состав которой обычно входит не только хром и никель, но и такой "космический" металл, как титан. Титан, кроме того, содержится и в распространенных титановых белилах, которым окрашены рамы наших окон. Хром и никель также придают привлекательный вид металлическим деталям велосипеда, что стоит в прихожей или на балконе.

А загляните в инструментальный ящик! На первый взгляд здесь все из обычной стали, однако практически в каждом сверле содержится вольфрам и молибден, гаечных комбинированных ключах - хром и ванадий, а в полотне слесарной ножовки - и хром, и вольфрам, и ванадий.

Если у вас сохранился транзисторный приемник, то в его триодах можно найти индий и селен. Основу же "мозга" современных "умных" помощников - электробытовых приборов - составляют полупроводниковые материалы: кремний и германий, реже галлий. Но несмотря на широкое наступление интегральных схем, даже специалисты сегодня признают, что качественный звук воспроизводит аппаратура не в микросхемах, а почти забытых вакуумных радиолампах, "сетки" которых изготовлены из молибденовой проволоки. В составе деталей таких ламп могут быть также скандий, ниобий, тантал, стронций, вольфрам. Без последнего металла очень трудно представить себе электрическую лампу накаливания.

Кальция в чистом виде, в отличие от ртути, которая "спряталась" в медицинском термометре, в нашем доме не найдешь вследствие его высокой активности. Но посмотрите на белый потолок (если она у вас не заклеена обоями): побелка - это карбонат кальция.

Много лет назад металлический магний в виде порошка всегда был в арсенале фотографов: это именно он давал ослепительную вспышку, когда с объектива фотоаппарата "вылетала птичка". А вот соединения магния, в частности сульфат или оксид, и сегодня можно найти в домашней аптечке благодаря их эффективной способности "освобождать" кишечный тракт от лишних веществ.

Невозможно дома найти и металлический барий, однако сульфат бария присутствует в фотобумаге, картоне, линолеуме, а возможно и в резине. Кстати, в резине велосипедной шины мы найдем и серу, но чаще всего с ней мы имеем дело, беря в руки спички. А вот фосфор входит в состав смеси, нанесенной на спичечный коробок. Если же вы пользуетесь не спичками, а зажигалкой, то в ее кремне "спрятался" церий.

Для того, чтобы избавиться от некоторых "домашних" животных, применяют различные яды: против тараканов - буру, в состав которой входит бор, а против крыс - мышьяк.

Углерод - основа жизни на нашей планете. Благодаря ему вы в курсе всех новостей: углерод входит в состав типографской краски. Наконец, попробуйте представить себе жизнь без карандаша, основу которого составляет его грифель, изготовленный из графита - аллотропного видоизменения углерода!

Олово вы найдете в белой жести консервной банки или в оловянном припое радиолюбителя, а свинец - в рыболовных грузилах или пластинах автомобильного аккумулятора (в этих пластинах используется и сурьма). Также как компонент припоя применяется висмут, а его оксиды - как антисептические лекарственные средства.

Слушая свою любимую кассету или диск, мы должны быть благодарны цинку и кадмию, которые входят в состав элементов питания плеера (хотя сегодня ведущие фирмы пытаются изготавливать батарейки без соединений кадмия). Кадмий входит также в состав масляных красок, которые "играют" на картинах замечательным ярко-желтым цветом.

Бериллий входит в состав многих бронз, которые применяются в часовых механизмах, марганец можно найти в обычной "марганцовке" - перманганат калия, а ванадий - в деталях автомобиля и постоянных магнитах, которые можно "найти" в радиоприемнике и мебельных фиксаторах.

Оксид кобальта придает великолепный синий цвета узорам на фарфоровой посуде, а металлический кобальт входит в состав знаменитого сплава "победит", который позволяет делать отверстия в любом бетоне.

Дождевые плащи и туристические палатки обязаны своей влагонепроницаемостью солям циркония, которые входят в состав эмульсий для пропитки тканей.

Палладий можно найти в виде сплава с платиной в катализаторах дожигания выхлопных газов автомобилей. Если же, не дай бог, вы потеряете один или несколько зубов, то можете воспользоваться довольно эффективным зубным протезом с палладиевого сплава.

А экзотические металлы можно найти в шарике обычной шариковой авторучки: осмий, иридий, рутений!

Активированный европием оксид иттрия - это красный люминофор для цветных экранов телевизоров и мониторов компьютеров. В состав стекла их кинескопов входит стронций, который с другими компонентами дарит нам неповторимые краски (недаром хлорид стронция применяется также и в косметике).

Кстати, еще до недавнего времени в доме можно было встретить обедненный уран (урановый усилитель в фотографии), торий (в виде нитрата тория для магниевых вспышек в фотографии) и даже радий (его соли заставляли светиться циферблаты старых часов).

Ну что, продолжать ?! Как видите, в нашем доме полно "представителей" одной из величайших таблиц человечества - периодической таблицы элементов. Но даже каждый из нас "состоит" из двадцати четырех химических элементов: водорода, кислорода, углерода, азота, калия, кальция, серы, железа, цинка, хлора, фосфора, йода, фтора, меди, кобальта, хрома, магния, молибдена, мышьяка, селена, ванадия, никеля, кремния и олова. Так что давайте не бояться химии или относиться к ней не с предубеждением, а благодарить ее за то разнообразие необходимых и просто приятных вещей, которые нас окружают!