Химики понимали, что, только разобравшись, как и из чего построена природа, можно будет научиться управлять ею.
А кроме того, практическая жизнь требовала от учёных безотлагательной помощи. Гемфри Дэви испытал это на себе. К молодому профессору то и дело обращались люди различных производств. Кожевники просили указать им, какими веществами лучше дубить кожу. Земледельцы хотели проведать секреты земледелия и приносили на химический анализ землю, перегной, навоз. Шахтёрам нужна была безопасная лампа для работы в шахте…
И Дэви помогал и кожевникам, и земледельцам, и шахтёрам. Изобретённым им составом дубили кожу, его лекции по химии земледелия посещало много людей, а безопасная лампочка, изобретённая Дэви, до сих пор служит шахтёрам и носит его имя.
Но вся эта практическая деятельность не отвлекала Дэви от решения больших научных задач — от открытия химических элементов.
В начале восемнадцатого века их было известно пятнадцать. К концу века называли уже тридцать пять. А открытия всё продолжались.
То и дело в журналах и газетах появлялись сообщения: открыт ещё один химический элемент!
Случались и ошибки в этом нелёгком деле. За химический элемент иной раз принимали сложное вещество. Например, известь долго считалась элементом, пока не выяснили, что она состоит из кальция и кислорода.
Гемфри Дэви главным занятием своей жизни считал поиски новых химических элементов.
И в этих поисках он оказался впереди многих своих современников.
Блестящие шарикиГемфри Дэви пришёл в науку в то время, когда уже было сделано одно величайшее открытие. Учёные создали первый аппарат, дававший электрический ток.
Электричество… Для нас, людей двадцатого века, за этим словом кроются самые обыденные понятия: свет в квартирах, электрические приборы, трамвай, электропоезд.
А двести лет тому назад люди ещё не знали, какое огромное применение найдёт себе невидимая сила электричества. Но многие учёные начали пользоваться ею для различных нужд науки.
Гемфри Дэви оказался одним из первых, кто понял, что электрический ток может помочь химику.
Дэви смотрел на кусок извести или глины, на порошок магнезии и думал:
«Что таят в себе эти знакомые незнакомцы? Как поведут они себя, если атаковать их электрическим током?»
И вот атака началась. Первыми жертвами стали вещества, которые известны под названием «едкие щёлочи». Куски щёлочи похожи на сахар-рафинад. Хранят щёлочь в плотно закупоренных банках, берегут от влаги и воздуха. Стоит взять такой кусочек в руки, как сразу поймёшь — не случайно этим щёлочам дано название «едкие»: кожа на руках воспалится, покраснеет, особенно, если на ней есть ссадины или царапины. А если уронить щёлочь на платье — дыра неизбежна!
Решив исследовать едкие щёлочи, Дэви начал готовиться к этому делу, как полководец к большому сражению.
Он собрал несколько электрических батарей, проверил их действие и соединил все вместе. Получилась батарея огромной мощности. Всю её силу Дэви решил обрушить на едкую щёлочь, чтобы узнать, из каких веществ она состоит.
В раствор щёлочи в воде Дэви опустил две проволочки, идущие от батареи и заменявшие электрический провод.
И вот ток побежал по проволокам, достиг жидкости в колбе. Она забурлила, зашевелилась. Один за другим в ней начали возникать пузырьки газа. Но вид их не радовал Дэви. Он понимал, что это кислород и водород, из которых состоит вода.
«А щёлочь? Где же её составные части? Может быть, она не поддаётся разложению?
Может быть, надо действовать электричеством на сухую щёлочь?» — думал учёный.
Но в сухом виде она не пропускает сквозь себя электрический ток!
Дело казалось безнадёжным. Бывали минуты, когда у Дэви появлялось желание всё бросить, но он гнал от себя сомнения и работал ещё настойчивее.
Сотни опытов проделал он, пока набрёл на правильный способ.
Когда после многих бессонных ночей, после огорчений и тревог счастливая мысль пришла ему в голову, он даже вскрикнул от радости:
— Да! Именно так! Именно так надо поступить! Щёлочь для этого опыта должна быть не очень сухой и не очень влажной…
Дэви взял небольшой сухой кусочек щёлочи, подержал его на открытом воздухе несколько секунд — пусть чуть-чуть увлажнится — и быстро соединил его с электрической батареей.
Долгое терпение и настойчивость учёного были вознаграждены великолепным зрелищем.
Сотни опытов проделал Дэви.
На этот раз картина была совсем иной, нежели в прежних опытах!
Щёлочь начала плавиться, а из неё, как пленники из заточения, выпрыгивали блестящие металлические шарики.
В первую минуту они показались Дэви похожими на капли ртути, но он тут же отказался от этого сравнения. Его шарики жили всего несколько минут. Они взрывались, вспыхивая ярким пламенем, а те, которые не сгорали, быстро теряли свой металлический блеск, покрывались белым налётом.
Молодого учёного не тревожила судьба металлических шариков, он считал, что вопрос о сохранении шариков — второй вопрос. А сейчас можно порадоваться великому открытию, совершённому им.
Он, Гемфри Дэви, открыл в щёлочи новый металл. Ни один учёный мира и не подозревает о существовании такого!
Гордостью переполнилось сердце Гемфри. Он вспомнил покойного отца. Как жаль, что ему не удалось дожить до этого часа, когда его сын становится великим учёным!
Однако предаваться раздумьям и печали было не время. С новым металлом предстояло ещё немало хлопот.
Во-первых, надо было разложить не одну порцию щёлочи, чтоб извлечь из неё неведомый металл, во-вторых, необходимо было сохранить металл, чтобы изучить его свойства.
И хотя победа была совершенно очевидной, капризный металл лишил Дэви покоя. Сохранить его не было никакой возможности: он упрямо не хотел жить ни в воздухе, ни в воде, ни в спирте, ни в кислоте, и ни в какой другой «квартире», которую предлагал ему учёный.
Металлы-близнецыЯ думаю, читатель давно догадался, что Дэви освободил из щёлочи нашего старого знакомого — натрий.
«А если это не натрий, — думает, вероятно, читатель, — то это какой-нибудь другой металл, похожий на натрий, как могут быть похожи только родные братья…»
Так оно и есть. В своих опытах Дэви брал две щёлочи. Одна называется едкий натр, из неё Дэви получал натрий. А из другой, по названию едкое кали, — металл калий.
И они имеют большое сходство. Оба серебристого цвета, оба лёгкие, не тонут в воде, а плавают на ней; оба настолько мягкие, что их можно резать ножом, как сыр; оба плавятся при очень невысокой температуре.
Поставим на горячую электрическую плиту три сосуда. Пускай в одном будет кусочек металлического натрия, в другом — калий, а в третьем — железо. Калий начнёт плавиться, когда градусник покажет 62,3 градуса, натрий немного позднее, при температуре 93 градуса. А железо? Оно даже не успеет покраснеть. Чтобы расплавиться, ему нужна температура в полторы тысячи градусов!
Свойство калия и натрия расплавляться при невысокой температуре отличает их от большинства знакомых нам металлов. Даже легкоплавкому олову нужна температура в 232 градуса, не говоря уже о золоте и меди. Те начинают плавиться лишь после того, как измерительные приборы покажут выше тысячи градусов.
И все же калий и натрий — металлы. Кроме свойственного обоим металлического блеска, они обладают ковкостью. Но увы! Изделиями из этих металлов можно было бы пользоваться только в безвоздушном пространстве! Самое незначительное присутствие воздуха, воды заставляет их немедленно изменяться, превращаться в сложные вещества, присоединяя к себе атомы других химических элементов.
А в металлическом натрии, как и в металлическом калии, никаким самым точным химическим анализом невозможно обнаружить атомов какого-либо другого сорта.
Калий и натрий — химические элементы. Одни из тех, сочетание которых с другими элементами создаёт окружающую нас природу. Они, как братья, во всем похожи друг на друга, и в природе их можно всегда найти рядом — в одних и тех же горных породах.
В каменном жилищеВозьми кусок простого серого гранита, вглядись в его пёстрый рисунок. Нетрудно заметить, что гранит неоднороден. Он состоит из трёх минералов. Среди тёмных пластинок слюды и полупрозрачных кристалликов кварца поблескивают белые, желтоватые, серые или розовые точки. Это — полевой шпат.
Сочетание трёх минералов — полевого шпата, слюды и кварца — придаёт граниту не только красоту. Само слово «гранит» связывается в нашем представлении с чем-либо особенно крепким, устойчивым.
