10 интересных фактов о химии. Нет буквы «J». Металлы в жидком состоянии

Как несовершенное знание английского языка помогло открыть один из заменителей сахара?

Один из самых эффективных заменителей сахара - сукралоза - был открыт случайно. Профессор Лесли Хью из Королевского колледжа в Лондоне дал указание работавшему с ним студенту Шашиканту Пхаднису испытать (по-английски «test») полученное в лаборатории вещество трихлорсахароза. Студент знал английский на далёком от совершенства уровне и вместо «test» услышал «taste», немедленно попробовав вещество на вкус и найдя его очень сладким.

Какая деталь автомобиля была изобретена случайно?

Небьющееся стекло было изобретено случайно. В 1903 году французский химик Эдуард Бенедиктус нечаянно уронил колбу, заполненную нитроцеллюлозой. Стекло треснуло, но не разлетелось на мелкие кусочки. Поняв, в чём дело, Бенедиктус изготовил первые лобовые стёкла современного типа, чтобы уменьшить количество жертв автомобильных аварий.

Кем по профессии был человек, названный москвичами в легендах светящимся монахом?

Академик Семён Вольфкович был в числе первых советских химиков, проводивших опыты с фосфором. Тогда необходимые меры предосторожности ещё не принимались, и газообразный фосфор в ходе работы пропитывал одежду. Когда Вольфкович возвращался домой по тёмным улицам, его одежда излучала голубоватое свечение, а из-под ботинок высекались искры. Каждый раз за ним собиралась толпа и принимала учёного за потустороннее существо, что привело к распространению по Москве слухов о «светящемся монахе».

Как Менделеев открыл периодический закон?

Широко распространена легенда, что мысль о периодической таблице химических элементов пришла к Менделееву во сне. Однажды его спросили, так ли это, на что учёный ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово».

Какому знаменитому физику вручили Нобелевскую премию в области химии?

Эрнест Резерфорд занимался исследованиями в основном в области физики и однажды заявил, что «все науки можно разделить на две группы - на физику и коллекционирование марок». Однако Нобелевскую премию ему вручили по химии, что стало неожиданностью как для него, так и для других учёных. Впоследствии он замечал, что из всех превращений, которые ему удалось наблюдать, «самым неожиданным стало собственное превращение из физика в химика».

Какие птицы помогали шахтёрам?

Канарейки очень чувствительны к содержанию в воздухе метана. Эту особенность использовали в своё время шахтёры, которые, спускаясь под землю, брали с собой клетку с канарейкой. Если пения давно не было слышно, значит следовало подниматься наверх как можно быстрее.

Как была открыта вулканизация?

Американец Чарльз Гудьир случайно открыл рецепт изготовления резины, которая не размягчается в жару и не становится хрупкой на морозе. Он по ошибке нагрел смесь каучука и серы на кухонной плите (по другой версии, оставил образец резины у печи). Этот процесс получил название вулканизация.

Какие существа виновны в цвете Кровавого водопада в Антарктиде?

В Антарктиде из ледника Тейлора временами выходит Кровавый водопад. Вода в нём содержит двухвалентное железо, которое, соединяясь с атмосферным воздухом, окисляется и образует ржавчину. Это и придаёт водопаду кроваво-рыжий цвет. Однако двухвалентное железо в воде возникает не просто так - его производят бактерии, живущие в изолированном от внешнего мира водоёме глубоко подо льдом. Эти бактерии сумели организовать жизненный цикл при полном отсутствии солнечного света и кислорода. Они перерабатывают остатки органики, а «дышат» трёхвалентным железом из окружающих пород.

Вы, вероятно, уже видели Периодическую таблицу элементов раньше. Возможно, она все еще является вам во снах, или, может быть, он канула для вас в небытие, будучи не более чем украшением стены класса, призванной сделать кабинет более солидным. Однако в этой системе, казалось бы, случайно расположенных ячеек есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд.

Периодическая таблица (или ПТ, поскольку эта статья будет периодически ссылаться на нее) и элементы, которые в ней описываются, имеют особенности, о которых вы, возможно, никогда не догадывались. От неправдоподобного происхождения до новых дополнений, вот десять фактов, которые вы, вероятно, не знаете о Периодической таблице элементов.

10. Менделееву помогли

Периодическая таблица используется с 1869 года, когда ее создал бородатый Димитрий Менделеев. Большинство людей думают, что Менделеев был единственным, кто изобрел таблицу и стал гениальным химиком века. Тем не менее, его усилия поддержали несколько европейских ученых, которые внесли важный вклад, чтобы сделать эту колоссальную диаграмму элементов полной.

Менделеев, как и положено, широко известен как отец Периодической таблицы, но он не документировал каждый известный нам элемент.

9. Новые дополнения

Фото: IUPAC

Хотите верьте, хотите нет, но Периодическая таблица не сильно изменилась с 1950-х годов. Однако 2 декабря 2016 года были добавлены четыре новых элемента: нихоний (элемент 113), московий (элемент 115), теннесин (элемент 117) и оганесон (элемент 118). Эти новые дополнения были озвучены в июне 2016 года, но, чтобы их можно было официально добавить в ПТ, потребовалось пять месяцев анализа.

Каждый из этих элементов был назван в честь города или государства, в котором они были обнаружены, за исключением оганесона, который был назван в честь российского физика-ядерщика Юрия Оганесяна за его усилия по документированию этого элемента.

8. Нет буквы «J»

В английском алфавите есть 26 замечательных букв, и каждая из них не менее важна, чем предыдущая и последующая. Однако Менделеев смотрел на это иначе. Попробуйте угадать, какая несчастная буква ни разу не встречается в ПТ? Вот подсказка: произносите буквы и загибайте пальцы на , пока не загнете все (если у вас есть все десять). Угадали? Правильно, это буква «J», которой ни разу не появилась в ПТ.

Говорят, один в поле не воин? Тогда, возможно, J - самая одинокая буква. Однако вот забавный факт: буква «J» чаще всего используется в именах для мальчиков, начиная с 2000 года. Итак, «J» получает достаточно внимания, не переживайте.

7. Искусственные элементы

Фото: Popocatomar

Как вы только что узнали, в Периодической таблице теперь есть целых 118 элементов. Можете догадаться, сколько из этих 118 сделано человеком? Из 118 элементов 90 можно найти в красивом месте, которое мы называем природой.

Как 28 элементов могут быть искусственными? Это, действительно, так. Мы синтезировали элементы с 1937 года и продолжаем делать это и сейчас. Хорошая новость заключается в том, что ПТ удивительна, и эти искусственные элементы можно легко обнаружить, если вам когда-нибудь станет любопытно. Просто посмотрите на элементы с 93 по 118. Полное разоблачение: этот диапазон включает в себя несколько элементов, которые очень редко встречаются в природе и поэтому почти всегда создаются в лабораториях, что также верно для элементов 43, 61, 85 и 87.

6. Элемент 137

В середине 20-го века, известный ученый по имени Ричард Фейнман (Richard Feynman) сделал серьезное заявление, которое задело за живое ученых всего мира, заставив их вечно ломать голову. Он сказал, что, если мы когда-нибудь обнаружим 137-й элемент, у нас не будет никакого способа количественно определить его протоны и электроны. 137 элемент отличается тем, что это значение константы тонкой материи, определяемой как вероятность того, что электрон поглотит . Теоретически, 137 элемент будет иметь 137 электронов и 100-процентную вероятность поглощения фотона. Его электроны вращались бы со скоростью света. Еще более безумно, что электроны элемента 139, если такое вещество существует, должны вращаться быстрее скорости света.

Достаточно физики? Обдумайте это, и вам станет интересно (ну, так же интересно, как чтение об электронах). Элемент 137 в теории может объединить три важные части физики: скорость света, квантовую механику и электромагнетизм. С начала 1900-х годов физики предположили, что элемент 137 может лежать в основе Великой Единой Теории, которая могла бы соединить воедино все три вышеупомянутые области. По общему мнению, это звучит так же безумно, как Зона 51 с инопланетянами или Бермудский треугольник.

5. Что необычного в названии?

Почти все названия элементов имеют больше смысла и значения, чем вы могли бы представить. Они выбираются на случайно. Мы бы, например, назвали элемент первым словом, пришедшим нам в голову. «Керфлумп». Да, отлично.

Далее, свои истоки названия элементов берут в одной из пяти основных категорий. Одна из них – имена известных ученых, классический пример эйнштейниум. Элементы также могут быть названы в честь мест, где их задокументировали, например, германий, америций, галлий и так далее. Вариантом для названий могут служить названия небесных тел, таких как планеты. Уран впервые был обнаружен вскоре после открытия планеты Уран. Элементы могут получить имена из мифологии: например, есть титан в честь греческих Титанов и торий в честь скандинавского Бога грома-или Звездного Мстителя, что вам больше нравится.

Наконец, есть названия, которые описывают свойства элементов. Аргон происходит от греческого слова argos, что означает «ленивый» или «праздный». Сейчас вы решите, что аргон самый ленивый элемент. Эй, аргон, иди работать. Бром – еще одно такое название от греческого слова bromos, что означает «зловоние», что очень точно описывает ужасный запах брома.

4. Вряд ли это было вдохновение

Если вы хороши в картах, то этот факт только для вас. Менделееву необходимо было каким-то образом сортировать все элементы, и для этого нужен был системный подход. Естественно, чтобы разбить таблицу по категориям, он обратился к игре в пасьянс. Менделеев написал на отдельных картах атомный вес каждого элемента, и приступил к безумной игре в пасьянс, так сказать. Он укладывал элементы в соответствии со специфическими свойствами, которые формировали тип «масти». Затем он смог распределить эти вошедшие в определенную категорию элементы в колонки в соответствии с их атомным весом.

Многие из нас с трудом могут пройти уровни обычной игры в пасьянс, поэтому этот парень-игрок 1000-го уровня, очень впечатляет. Что дальше? Кто-то решит обратиться к шахматам, чтобы произвести революцию в астрофизике, а также построить ракету, которая сможет совершить к краю галактики и обратно, оставаясь при этом абсолютно стабильной? Это вполне возможно, если такой сумасшедший профессор, как Менделеев, смог систематизировать нечто огромное с помощью карточной игры.

3. "Нет" инертным газам

Фото: Wikimedia

Помните, как мы классифицировали аргон как самый ленивый и скучный элемент в истории Вселенной? Менделеев чувствовал нечто подобное. Когда в 1894 году аргон удалось впервые выделить, он не вписывался ни в одну из колонок новой таблицы, поэтому вместо того, чтобы найти способ внести дополнение, ученый решил отрицать существование этого элемента.

Еще более удивительно, что аргон не единственный несчастный элемент, который настигла подобная участь. Еще пяти элементам было оказано в существовании, как и неклассифицированному аргону. Просто какая-то дискриминация элементов. Шутки в сторону, радон, неон, криптон, гелий, ксенон – всем им было отказано в существовании, только потому, что Менделеев не смог найти для них место в таблице. После многих лет реконфигурации и повторной классификации эти счастливые элементы (называемые инертными газами) смогли войти в элитный клуб под названием «Существующие элементы».

2. Романтические соединения

Этот факт для вас, романтики. Если взять бумажную копию Периодической таблицы и вырезать средние столбцы, то получится периодическая таблица, в которой отсутствуют элементы. Сложите ее один раз в середине IV группы, и тадам - вы узнали, какие элементы могут образовывать соединения друг с другом.

Элементы, которые при этом «поцеловались», образуют стабильные соединения. У них дополняющие друг друга электронные структуры, которые позволяют их объединять. Если это не настоящая любовь, такая же как у Ромео и Джульетты, или даже Шрека и Фионы, тогда что это?

1. Углерод главный

Углерод желает быть самым главным. Вы думаете, что знаете об углероде все, но нет. Этот плохой парень способен на большее, чем вы когда-либо думали. Знаете ли вы, что большее количество соединений содержит углерод, чем не содержит его? Как насчет того, что 20% веса живых организмов составляет углерод? Еще более странно, что каждый атом углерода в вашем теле был когда-то частью доли углекислого газа в атмосфере. Углерод не только является практически суперэлементом, но и четвертым по распространенности элементом во всей Вселенной.

Если бы Периодическая таблица была вечеринкой, вы бы захотели оказаться на ней рядом с углеродом. Кажется, этот элемент действительно умеет веселиться. Это также основной элемент алмазов, поэтому добавьте немного блеска в список его удивительных качеств.

Интересные факты о бытовой химии

Химия - великая наука. Благодаря ей сегодня мы можем иметь роскошные волосы, чистую одежду и свежий запах в доме. Не обошла она и наши бассейны. Химия для бассейнов помогает поддерживать воду в нем в идеальной чистоте и не позволяет вредоносным бактериям размножаться. Помимо этого с ее помощью можно легко очистить стенки бассейна от слизи и накипи. Именно эта наука позволила изобрести средства, которые значительно упрощают жизнь домохозяйкам. Поэтому, совсем не удивительно, что в мире собралось много интересных и невероятных фактов о бытовой химии.

1. Все наши шампуни, гели для душа, крема, зубные пасты и т.д. имеют свой собственный химический состав, который указывается на упаковке. Мало кто знает, но он перечисляется в определенном порядке - по мере убывания массы использованного ингредиента. То есть, если на химии для бассейна на первом месте в списке стоит вода, то это значит, что на 99% она состоит именно из нее. На последнем месте указаны те ингредиенты, которые находятся в средстве в самом минимальном количестве.

2. Абсолютно все стиральные порошки на 80% состоят не из химического вещества, которое способствует удалению сложных пятен, отбеливанию и т.д., а с балласта. И те красные и синие горошины - это не спуер-новые активные вещества, а тот же балласт. Поэтому, эту бытовую химию лучше покупать в жидком виде.

3. На самом деле, химических состав шампуни и геля для душа практически идентичный. Поэтому, если у Вас вдруг закончилась шампунь, можете смело наносить на волосы .

4. В бытовой химии отечественного производства используются более дешевые, и менее качественные ингредиенты. Более того, на наших заводах нету строгого контроля на всех этапах производства. В Европе на счет этого дела обстоят намного лучше. И купив химию для бассейнов европейского производства можете быть уверенны, что во время производства в цистерну со средством никто не упустил казеиновый клей или мышка заползла.

1. Шампунь по составу мало чем отличается от геля для душа, поэтому они легко заменимы.

2. Страна производитель – важный показатель качества. Fructis российского производства и французского – разные шампуни. Для развивающихся стран используются более дешевые ингредиенты в меньших количествах (все остальное – вода), производство EU находится под более строгим контролем (меньше риск, что в бадью с Вашей любимой помадой упадет бидон с казеиновым клеем, что случается), в Европе строже стандарты качества. Другими словами, для EU делают более дорогой и густой шампунь, чем для российского рынка. Поэтому покупайте то, что сделано в Европе для европейской компании.

3. Читайте этикетки. Состав продукта перечисляется по убыванию массы ингредиентов. Например, если написано: «Состав: вода, сода, соль… какие-то непонятные слова….масло виноградных косточек точка», это значит, что на 99% Ваш шампунь состоит из воды. Масло виноградных косточек туда тоже попало, но в виде трех капель на мегатонную бочку. Если описание состава Вашего любимого крема для рук начинается со слов «вазелин, парафин», то выбросьте его в форточку и купите банку вазелина. Скорее всего, кроме этих двух ингредиентов и пары отдушек, закодированных в латинские названия, там ничего нет. Да, кстати, как это ни прискорбно, бомбочки для ванн LUSH на 99,9% состоят из соды, поэтому их себестоимость – около 30 центов (при цене 300 рублей). Там есть еще пара капель эфирных масел и отдушки, но проще сделать такие бомбочки самим.

4. Уважаемые родители, стиральные порошки «Аистенок» и «Ушастый нянь» сделаны в России (читайте второй пункт). «Ушастый нянь» сделан на фабрике « », что, вообще-то, уже лет 30 как не внушает доверия, «Аист» сделан на неизвестном российском производстве. По составу эти порошки ничем не отличаются от «взрослых порошков» - это все простой маркетинг. Покупайте для своих детей жидкие концентраты, сделанные в Европе.

5. Любой на 80% состоит из балласта, чтобы радовать покупателя большой коробкой. И, кстати, вот эти синенькие и красненькие точечки в стиральном порошке – тоже балласт, а вовсе не какие-то мифические активные вещества. Покупайте жидкие концентраты, это экономичнее, они не так вредны для природы, как порошки, которые попадают в водоемы и рушат экосистему.

6. Ополаскиватели для цветного и белого белья по химическому составу идентичны. Различаются только этикетками.

7. Самый большой обман в том, что стиральные машинки ломаются от накипи и поэтому надо покупать Calgon. Не верьте! Машинки от этого не ломаются, а Calgon ничем не отличается от других.

8. Грустная новость для российских защитников животных: если на товаре написано, что он не тестировался на животных, это не значит, что в России не пострадал ни один . Дело в том, что для выхода на российский рынок любой косметический продукт должен пройти миллионы СанПинов, которые были придуманы в 70-80х гг. в СССР, в том числе пробы на животных. Их никто не отменял даже для Green Mama и Body Shop. Другое дело, что компания может не проводить эти тесты самостоятельно, а отдать свою тушь российскому подрядчику, который и будет закапывать эту тушь в глаза кролику, пока его сетчатка не покраснеет.

Погоня за полной чистотой в доме часто приводит к нежелаемому результату: «экологически чистая» грязь заменяется на «экологически грязную» чистоту. А бездумное использование бытовой химии может нанести серьезный вред здоровью. Для начала давайте рассмотрим, какие действующие вещества входят в состав моющих и чистящих средств и насколько они безопасны?

Оказалось, не смотря на разные названия моющих и чистящих средств, в них используются одни и те же вещества.

Вредные вещества в бытовой химии

Анионные ПАВ . Они вызывают , аллергию, поражение мозга, печени, , легких, разрушают живые клетки. Кроме того ПАВ, полученные из нефтехимических источников, часто очень токсичны для водной среды и полностью не разлагаются.

Хлор . В малых концентрациях - раздражающе действует на дыхательные пути, сушит кожу, разрушает структуру волос (они начинают больше выпадать, становятся ломкими, тусклыми, безжизненными), раздражает слизистую оболочку глаз. Может стать причиной болезни сердца, атеросклероза, анемии, повышенного давления. В больших концентрациях: при попадании в легкие вызывает ожог легочной ткани, удушье.

Формальдегид . Обладает токсичностью, негативно воздействует на генетический материал, дыхательные пути, глаза, кожные покровы. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему.

Аммиак . Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы, вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. Могут даже вызвать химический ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения. На него с хлором приходится больше половины случаев отравления бытовой химией.

Фенол . Фенол ядовит. Вызывает нарушение функций нервной системы. Раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу. Даже при воздействии минимальных доз фенола наблюдается чихание, кашель, головная боль, головокружение, бледность, тошнота, упадок сил.

Фосфаты . Попадая в окружающую среду, приводят к бурному разрастанию растений в водоемах. А в Германии, Нидерландах и в некоторых других странах фосфаты в порошках не применяются. В странах ЕС обсуждается запрет на использование фосфатов с 2011 года.Фосфаты в больших количествах также вредны для человека.

Таким образом, многие вещества, входящие в состав бытовой химии, очень вредны для человека, даже в небольших количествах. Видимо, безопасной бытовой химии не бывает. Конечно, средства для мытья посуды не предназначены для того, чтобы их пить. Но, чтобы они не попадали в организм человека, они должны хорошо смываться с тарелок и ложек. Как же обстоит дело на самом деле? Насколько хорошо смываются с тарелки поверхностно-активные вещества? Такие средства имеет более щелочной pH по сравнению с водой, поэтому для обнаружения следов его в растворе можно воспользоваться индикаторами.

Вывод : даже 10 полосканий в горячей воде не полностью смывают порошок. А значит, в дальнейшем его остатки попадают на кожу человека. Общие выводы по результатам изучения смывов: Различные вещества (в том числе вредные) входящие в состав средств для мытья посуды и стиральных порошков, не смываются полностью даже после длительного и многократного смывания или полоскания – и в результате попадают в организм или на кожу человека. Использование горячей воды для промывки и полоскания дает лучшие результаты.

Теперь проведём эксперимент с уборкой квартиры и пробами воздуха после неё. Результаты: после уборки квартиры повысилась концентрация всех 5 веществ, при этом только один показатель остался в пределах допустимого, а 4 из 5 разово превысили ПДК. А пробы воздуха из шкафа с бытовой химии вообще удивляют: сильно превышены ПДК по 4 параметрам. И такая концентрация держится там постоянно! Последний параметр (формальдегид) находится впритык к норме. Следует соблюдать меры предосторожности; в том числе, как можно реже открывать место, где находится .

Проведенные исследования показали:

практически всегда опасна для здоровья.
Многие вредные вещества, содержащиеся в бытовой химии, невозможноудалить (смыть) полностью.

Уборка квартиры с бытовой химией загрязняет воздух помещения.
Следует с осторожностью относиться к бытовой химии, соблюдать правила ее хранения, при ее применении – использовать средства индивидуальной защиты ( , очки, респираторы).

Итак : нужно разумно подходить к выбору бытовой химии при покупке. Внимательно присматриваться к составу и избегать вредных веществ. Лучше не покупать средства, содержащие: анионные ПАВ (можно брать те, где используются катионные или неионогенные ПАВ), формальдегид, хлор, крезол, аммоний, фенол, диазинон, фосфор, фосфаты, изопропиловый спирт. Плотно закрывать крышки от ёмкостей с бытовой химией, во время использования бытовой химии применять маски, , реже открывать место, где находится , после уборки в квартире устраивать длительное проветривание.

Существует довольно много средств, которые можно использовать вместо бытовой химии. Например, соду можно использовать для очищения ванн, хозяйственное мыло для посуды, а уксус для хрусталя, зеркал, есть ещё старый способ очистки белья: кипячение. Однако следует признать, такие средства значительно уступают в своих характеристиках аналогичным покупным химическим.

Впервые обнаруженный в 1817 году и использовавшийся в качестве примеси цинка, кадмий был ничем не примечателен, до начала 1900-х, когда началась добыча цинка в шахте Камиока в центральной Японии. Во время процесса очистки цинка, кадмий сбрасывался в реку Jinzu. К 1930 году, отходы затронули кости местных жителей и сделали их невероятно хрупкими; один врач сломал запястье девушки, пытаясь прощупать ее пульс. Только в 1961 году, было определено, что причиной этой болезни является кадмий. Исследования показали, что местные культуры были переполнены кадмием, который попадал на рисовые поля из речной воды.

Атомная структура кадмия позволяет ему связать металлотионеин, белок в клетках организма, который, связывает, более биологически важные металлы. Когда местные жители ели рис, кадмий сворачивал цинк, кальций и другие минеральные вещества, необходимые для укрепления костей. В 1972 году добывающая компания выплатила компенсацию 178 выжившим жителям, которые жили или работали вдоль реки. Двенадцать лет спустя, когда кинематографистам нужно было убить Годзиллу в последнем сиквеле, они использовали ракеты с кадмиевым наконечником.

Химический элемент Галлий, исчезающая ложка

Элемент для розыгрышей лабораторных шутников, галлий был обнаружен в 1875 году, его открыл французский химик Пол Эмиль Франсуа Лекок де Буабодран. Несмотря на твердое состояние при комнатной температуре, металл плавится уже при 84 ° F. Это означает, что вы гипотетически можете вылепить ложку из галлия, передать ее другу, чтобы помешать его утренний кофе, и увидеть его реакцию, когда ложка исчезнет в горячем напитке. (Несмотря на низкую токсичность галлия, твоему приятелю не следует пить этот кофе). Помимо его использования в розыгрышах, способность галлия выдерживать широкий диапазон температур в жидком виде делает его удобным для замены ртути для высокотемпературных термометров.

Химический элемент Фосфор, элемент дьявола

Один из ключевых компонентов в современных взрывчатых веществах фосфор впервые был обнаружен в малоприятном месте: в моче. В 1669 году немецкий алхимик Хенниг Бранд пытался создать «философский камень», легендарный артефакт, который мог бы превращать металл в золото. Алхимики уделяли большое значение цвету веществ, и, так как моча была (более или менее) похожа цветом на золото, Бранд, вероятно предположил, что он мог бы использовать ее, чтобы получить золото.

Бранд понятия не имел, что он сделал первое открытие элемента с древнейших времен

После кипячения и разложения большое количество жидких отходов, предположительно, взятых из местных пивных, алхимик получил черную пасту. Он смешал результат с песком, затем нагревал и дистиллировал его, получив при этом белое воскообразное вещество, которое слабо светилось в темноте, иногда даже выбрасывало пламя при контакте с воздухом! (Отсюда и прозвище: «Элемент Дьявола»). Бранд понятия не имел, что он сделал первое открытие элемента с древнейших времен; он только знал, что его неаппетитный проект не дал золото, которое он искал.

Химический элемент Кислород, секрет жизни

Будучи еще мальчиком, Джозеф Пристли заметил, что пауки запечатанные в банках, в конечном счете умирают. Он знал, что его пленники исчерпали воздух, но что осталось в банке с мертвым пауком? Годы спустя, во время работы проповедником, Пристли все еще занимает этот вопрос. Тогда его осенила идея: а что если там были различные типы воздуха? Любопытство Пристли только усилилось, когда он понял, что, в отличие от животных, растения могут выжить в герметичных банках.

Чтобы проверить свою теорию, он поместил мышей в банку с веточками мяты. Когда его подопытные продержались дольше в банке с зеленью, он пришел к выводу, что растения производят что-то жизненно важное. Пристли позднее назвал свое открытие «дефлогистированным воздухом» неуклюжим термином, который, французский химик Антуан Лавуазье заменил на слово «кислород», после проведения серии подобных экспериментов.

В начале 1770-х годов, Пристли поделился своими наблюдениями со своим другом Бенджамином Франклином, который позже написал, «Я надеюсь, что это даст повод пересмотреть яростное уничтожение деревьев, которое происходит из-за мнения, что деревья могут быть заражены. Я уверен, после длительного наблюдения, что нет ничего нездорового в воздухе лесов».

Химический элемент Сиборгий

После оказания помощи в открытии 10 элементов в Беркли, в том числе плутония, америция и кюрия, химик Гленн Сиборг был бы не против присвоить свое имя одному из них. Но в 1974 году, команда из России в городе Дубне объявила, что обнаружила элемент 106, за несколько месяцев до команды из Беркли. Развернулась холодная война за то, кто именно, впервые обнаружил этот новый элемент и какое он должен носить название, американцы записали его как Сиборгий.

Международный союз теоретической и прикладной химии вмешался, и отменил это имя в начале 90-х. Опираясь на мощные химические журналы, американцы настаивали на сохранении имени, и оно было официально восстановлено в 1997 году. Команда города Дубна тоже получила свой приз: элемент 105, дубний. Чтобы отпраздновать свою победу, Сиборг был сфотографирован рядом с большой периодической таблицей, и своим элементом в ней, единственным, когда-либо публично названым, в честь живого человека.

В эту самую минуту

Пока Вы читаете данную статью, Ваши глаза используют органическое соединение – ретиналь , который преобразует световую энергию в нервные импульсы. Пока Вы сидите в удобной позе, мышцы спины поддерживают правильную осанку благодаря химическому расщеплению глюкозы с высвобождением требуемой энергии. Как Вы понимаете, пробелы между нервными клетками так же заполнены органическими веществами – медиаторами (или нейространсмиттерами), которые помогают всем нейронам стать одним целым. И данная слаженная система работает без участия Вашего сознания! Так глубоко, как биологи, только химики-органики понимают, насколько филигранно создан человек, как логично устроены внутренние системы органов и их жизненный цикл. Отсюда следует, что изучение органической химии – основа понимания нашей жизни! А качественное изучение – это путь в будущее, ибо новые лекарства создаются прежде всего в химических лабораториях. Наша кафедра желает познакомить Вас поближе с этой прекрасной наукой.

11-цис-ретиналь, поглощает свет

серотонин – нейромедиатор

Органическая химия как наука

Органическая химия как наука возникла в конце девятнадцатого века. Она возникла на перекрещивании разных сфер жизни – от получения пищи до лечения миллионов людей, не подозревающих о роли химии в их жизни. Химия занимает уникальное место в структуре понимания Вселенной. Это наука о молекулах , но органическая химия является чем-то большим, чем это определение. Органическая химия в буквальном смысле сама себя создает, словно растет . Органическая химия, занимаясь изучением не только природных молекул имеет возможность самой создавать новые вещества, структуры, материи. Данная особенность подарила человечеству полимеры, красители для одежды, новые лекарства, духи. Некоторые считают, что синтетические материалы могут нанести вред человеку, либо быть экологически опасными. Однако, как порой отличить черное от белого, так и установить тонкую грань между «опасностью для человека» и «коммерческой выгодой» очень сложно. В этом вопросе так же поможет кафедра Органического синтеза и нанотехнологий (ОСиНТ) .

Органические соединения

Органическая химия формировалась, как наука о жизни, ранее считалось, что она сильно отличается от неорганической химии в лаборатории. Затем ученые полагали, что органическая химия – это химия Углерода, особенно соединений каменного угля. В наше время органическая химия объединяет все соединения Углерода как живой, так и не живой природы .

Доступные для нас органические соединения получаются либо из живых организмов, либо из ископаемых материалов (нефть, уголь). Примером субстанций из природных источников являются эфирные масла – ментол (вкус мяты) и цис-жасмон (аромат цветков жасмина). Эфирные масла получают перегонкой с водяным паром; подробности раскроются при обучении на нашей кафедре.

Ментол Цис-жасмон Хинин

Уже в 16 веке был известен алкалоид – хинин , который получают из коры хинного дерева (Южная Америка) и используют против малярии.

Иезуиты, что открыли данное свойство хинина, конечно же не знали его структуры. Тем более в те времена не стоял вопрос о синтетическом получении хинина – что удалось осуществить только в 20 столетии! Ещё любопытная история, связанная с хинином – это открытие фиолетового пигмента мовеина Уильямом Перкиным в 1856 году. Зачем он это сделал и какие результаты его открытия – так же можно узнать на нашей кафедре.

Но вернемся к истории становления органической химии. В 19 веке (времена У. Перкина) основным источником сырья для химической промышленности был уголь. Сухая перегонка угля давала коксовый газ, который использовался для обогрева и приготовления пищи, каменноугольную смолу, богатую на ароматические карбоциклические и гетероциклические соединения (бензол, фенол, анилин, тиофен, пиридин). На нашей кафедре Вам расскажут, чем они отличаются и какое они имеют значение в органическом синтезе.

Фенол обладает антисептическими свойствами (тривиальное название – карболовая кислота ), а анилин стал основой развития красочной промышленности (получение анилиновых красителей). Данные красящие вещества по-прежнему коммерчески доступны, например, Бисмарк-Браун (коричневый) показывает, что большая часть ранних трудов по химии была проведена в Германии:

Однако в 20 столетии, нефть опередила уголь в качестве основного источника органического сырья и энергии , поэтому газообразные метан (природный газ), этан, пропан стали доступным энергетическим ресурсом.

В тоже время, химическая промышленность разделилась на массовую и тонкую. Первая занимается производством красок, полимеров – веществ, не имеющих сложное строение, однако, производимых в огромном количестве. А тонкая химическая промышленность, правильнее сказать – тонкий органический синтез занимается получением лекарств, ароматов, вкусовых добавок, в гораздо меньших объемах, что, однако более прибыльно. В настоящее время известно около 16 миллионов органических соединений. Сколько ещё возможно? В этой области, органический синтез не имеет ограничений. Представьте себе, что Вы создали самую длинную алкильную цепь, однако Вы можете легко добавить ещё один углеродный атом. Этот процесс бесконечен. Но не следует думать, что все эти миллионы соединений – обычные линейные углеводороды; они охватывают все виды молекул с удивительно разнообразными свойствами.

Свойства органических соединений

Каковы же физические свойства органических соединений?

Они могут быть кристаллическими как сахар, или пластичными как парафин, взрывоопасными как изооктан, летучими как ацетон.

Сахароза Изооктан (2,3,5-триметилпентан)

Окраска соединений так же может быть самая разнообразная. Человечество уже столько синтезировало красителей, что создается впечатление, что уже не осталось таких цветов, какие нельзя получить с помощью синтетических красителей.

К примеру, можно составить такую таблицу ярко окрашенных веществ:

Однако кроме этих характеристик, органические вещества обладают запахом , который помогает их дифференцировать. Любопытный пример – защитная реакция скунсов. Запах секрета скунсов обуславливают сернистые соединения – тиолы:

Но самый ужасный запах был «унюхан» в городе Фрайбурге (1889), во время попытки синтеза тиоацетона разложением тримера, когда пришлось эвакуировать население города, поскольку «неприятный запах, которых быстро распространился по большой площади в городе, вызывает обмороки, рвоту и тревожные состояния». Лабораторию закрыли.

Но этот опыт решили повторить химики научной станции Ессо (Esso) к югу от Оксфорда. Передадим им слово:

«В последнее время, проблемы запаха вышли за пределы наших худших ожиданий. Во времена ранних экспериментов, пробка выскочила из бутылки с отходами и сразу была заменена, а наши колеги из соседней лаборатории (200 ярдов) немедленно почувствовали тошноту и рвоту.

Двое из наших химиков, которые просто изучали крекинг незначительных количеств тритиоацетона нашли себя как объект враждебных взглядов в ресторане и были посрамлены, когда официантка распылила дезодорант вокруг них. Запахи «бросили вызов» ожидаемым эффектам разбавления, поскольку работники лаборатории не считали запахи невыносимыми… и по-настоящему отрицали свою ответственность, так как они работали в закрытых системах. Чтобы убедить их в обратном, они были распределены с другими наблюдателями по всей территории лаборатории на расстояниях до четверти мили. Затем одна капля ацетон гем-дитиола, а позже маточного раствора перекристаллизации тритиоацетона была размещена на часовом стекле в вытяжном шкафу. Запах был обнаружен по ветру в считанные секунды» . Т.е. запах этих соединений усиливается при понижении концентрации.

Существует два претендета на эту ужасную вонь – дитиол пропан (вышеуказанный гем-дитиол), либо 4-метил-4сульфанил-пентанон-2:

Вряд ли кто-то найдется чтобы определить из них лидера.

Однако, неприятный запах имеет свою область применения . Природный газ, что поступает в наши дома содержит небольшое количество ароматизатора – третбутил тиола. Небольшое количество – это столько, что люди способны почувствовать одну часть тиола в 50 миллиардах частей метана.

Напротив, некоторые другие соединения имеют восхитительные запахи. Чтобы искупить честь сернистых соединений мы должны сослаться на трюфель, который хрюшки могут унюхать через метр почвы и чей вкус и запах настолько восхитительны что они стоят дороже, чем золото. За аромат роз отвечают дамаскеноны . Если Вы имеете возможность понюхать запах одной капли, то Вы, вероятно, будете разочарованы, так как она пахнет как скипидар, или камфора. А на следующее утро Ваша одежда (и Вы в том числе) будете очень сильно благоухать розами. Так же, как и тритиоацетон, этот запах усиливается при разведении.

Демаскенон – аромат роз

А как насчет вкуса?

Всем известно, что дети могут попробовать на вкус бытовую химию (средство для чистки ванны, туалета и т.д.). Перед химиками встала задача, чтобы несчастные дети больше не захотели попробовать какую-то химию в яркой упакове. Обратите внимание, что это сложное соединение является солью:

Некоторые другие вещества оказывают «странное» воздействие на человека, вызывая комплексы психических ощущений – галюцинации, эйфорию и т.д. К ним относятся наркотики, этиловый спирт. Они очень опасны, т.к. вызывают зависимость и уничтожают человека как личность.

Давайте не забывать и о других существах. Известно, что кошки любят спать в любое время. Недавно ученые получили из спинномозговой жидкости бедных кошек вещество, позволяющее им быстро засыпать. Оно так же действует и на человека. Это удивительно простое соединение:

Подобная структура, носящая название Коньюгированная Линолевая Кислота (КЛК) обладает противоопухолевыми свойствми:

Ещё одна любопытная молекула – ресвератол, может быть отвечает за благотворное влияние красного вина в профилактике сердечных заболеваний:

В качестве третьего примера «съедобных» молекул (после КЛК и ресвератрола) возьмем витамин С. Моряки дальнего плавания времен эпохи Великих Географических Открытий страдали заболеванием скорбут (цингой), когда происходят дегенеративные процессы мягких тканей, особенно ротовой полости. Нехватка данного витамина и вызывает цингу. Аскорбиновая кислота (тривиальное название витамина С) является универсальным антиоксидантом, она нейтрализует свободные радикалы, защищая людей от рака. Некоторые считают, что большие дозы витамина С защищают нас от простуды, но это ещё не доказано.

Органическая химия и промышленность

Витами С в больших колличествах получают в Швейцарии, на фармацевтическом заводе Roshe (не путать с РошеноМ). Во всем мире объемы промышленности органического синтеза исчисляются как килограмами (мелкотоннажные производства), так и миллионами тонн (крупнотоннажные производства) . Это хорошая новость для студентов-органиков, т.к. дефицита рабочих мест (равно как и переизбытка выпускников) тут нет. Другими словами профессия инженера-химика очень актуальна.

Некоторые простые соединения можно получать как из нефти, так и из растений. Этиловый спирт используют в качестве сырья для получения резины, пластмасс, других органических соединений. Его можно получить каталитической гидратацией этилена (из нефти), либо путем ферментации отходов сахарной промышленности (как в Бразилии, где использование этанола в качестве топлива позволило улучшить экологическую ситуацию).

Стоит отдельно упомянуть полимерную промышленность . Она поглощает наибольшую часть продуктов переработки нефти в виде мономеров (стирол, акрилаты, винилхлорид, этилен). Производство синтетических волокон имеет оборот более чем 25 миллионов тонн в год. В получение поливинилхлорида вовлечено около 50 000 людей с годовым выпуском 20 миллионов тонн.

Следует так же упомянуть производство клеев, герметиков, покрытий . Например, известным суперклеем (на основе метил цианоакрилата) Вы можете приклеить почти все.

Цианоакрилат – основной компонент суперклея

Пожалуй, наиболее известным красителем является индиго , который раньше выделяли из растений, а сейчас получают синтетически. Индиго – это цвет синих джинсов. Для окраски полиэфирных волокон используются, к примеру, бензодифураноны (как дисперсол), которые придают ткани отличный красный цвет. Для окрашивания полимеров используют фталоцианины в виде комплексов с железом, или медью. Они так же находят применение в качестве компонента активного слоя CD, DVD, Blu Ray дисков. Новый класс «высокопроизводительных» красителей на основе DPP (1,4-diketopyrrolopyrroles) разработан Ciba-Geidy.

Фотография сначала была черно-белой: галоиды серебра взаимодействуя со светом высвобождали атомы металла, которые и воспроизводили изображение. Окрашенные фотографии в цветной пленке марки Кодак возникали как следствие химической реакции между двумя бесцветными реагентами. Один из них, как правило ароматический амин:

От фотоискусства можно легко перейти в сладкую жизнь.

Подсластители , такие как классический сахар получают в огромных масштабах. Другие подсластители, как аспартам (1965) и сахарин (1879) производятся в аналогичных объемах. Аспартам представляет собой дипептид из двух натуральных аминокислот:

Фармацевтические компании производят лекарственные субстанции от многих болезней. Примером коммерчески успешного, революционного препарата является Ранитидин (от язвенной болезни) и Силденафил (Виагра, надеемся Вы в курсе кому и зачем она нужна).

Успех этих препаратов связан как с лечебной эффективностью, так и прибыльностью:

Это еще не всё. Это только начало

Ещё осталось много интересного об органической химии, поэтому обучение на кафедре ОСиНТ является приоритетным не только для любителей химии, но и для абитуриентов, которым интересен окружающий мир, которые желают расширить рамки своего восприятия и раскрыть свой потенциал.