А. Азимов - Краткая история химии

Айзек АзимовКраткая история химииАзимов АйзекКраткая история химииАйзек АзимовКраткая история химии(Развитие идей и представлений в химии)Перевод с английского 3. E. ГельманаГлава 1 ДРЕВНИЕОГОНЬ И КАМЕНЬТысячелетия назад человек впервые создал искусственные орудия труда. Он научилсяобрабатывать камни, придавая им нужную форму, заостряя края. Прикрепив заостренныйкамень к деревянной палке, он сделал первый каменный топор. Но даже обработанныйкамень оставался камнем, а дерево - деревом.Однако молния могла зажечь лес, дерево горело, и на месте пожара человек находилчерную золу.

Сладкий сок мог прокиснуть и странно бодрил. Люди заметили, что иногдаприрода вещества меняется.Сейчас мы знаем, что это - результат химических превращений вещества. Онисоставляют предмет науки, которая получила название химии.Как только человек научился разводить и поддерживать огонь, он получилвозможность осуществлять Химические превращения некоторых веществ. Эти превращениямогли быть результатом горения или вызываться выделяемым при горении теплом.

Птицуможно было сварить, и она изменяла цвет, вкус, становилась мягче. Глину можно былообжечь, и она становилась прочнее. Если человек разжигал костер в песке, он мог в золенайти стеклянные шарики.Сначала человек использовал только те материалы, которые он находил вокруг - камни,дерево, кости, шкуры животных. Самым прочным из них был камень. О тех давнопрошедших временах нам рассказывают каменные орудия первобытного человека, поэтомумы называем этот период каменным веком.Человечество находилось еще в каменном веке, когда - около 8000 г. до н. э. произошло коренное изменение в способе добывания пищи.

Раньше человек добывал пищуохотой, теперь он научился приручать животных и заботиться о них. Он научилсявыращивать растения. С развитием скотоводства и земледелия человек получил возможностьсоздавать запасы пищи, и население Земли стало увеличиваться. Занимаясь земледелием,человек вынужден был оставаться на одном месте - возникли постоянные поселения ипервые города. С этого началась цивилизация (само это слово происходит от латинскогоcivitas - город).На протяжении первых двух тысячелетий периода ранней цивилизации каменьпо-прежнему оставался основным материалом изготовления орудий труда, но способы егообработки значительно усовершенствовались. Для этого нового каменного века, или неолита,характерно умение человека шлифовать камень.Значительно усовершенствовалось гончарное дело.

Культура неолита, медленнораспространяясь из центральных областей Ближнего и Среднего Востока, достиглаевропейского континента. К 4000 г. до н. э. пришла пора дальнейших изменений - человекначал осваивать новые материалы, обладавшие очень ценными свойствами.

Мы называемэти материалы металлами, возможно, от греческого слова "искать".МЕТАЛЛЫПервыми металлами, на которые человек обратил внимание, были самородные медь изолото. Красноватую медь и желтоватое золото, отливающие красивым металлическимблеском, нельзя было не заметить среди тусклой серовато-коричневой породы.Вначале металлы, как и цветные камешки или перламутровые морские раковины,служили лишь украшением. Однако вскоре оказалось, что металлы выгодно отличаются отвсех других украшений. Камень при ударе рассыплется в пыль, дерево и кость даюттрещины; ударяя же по кусочку металла, можно придать ему нужную форму. Это свойствометаллов (ковкость) было обнаружено, безусловно, совершенно случайно.

Но вскоре послетого, как человек узнал о ковкости металлов, он, повинуясь чувству прекрасного (котороевсегда живет в нем), начал изготавливать из металлических самородков различныеукрашения, стараясь подчеркнуть красоту металла.Обрабатывая медь, человек заметил, что изготовить из нее наконечник для стрелыгораздо легче, чем из камня, да и тупятся медные наконечники медленнее, чем каменные.Более того, заточить затупившийся медный наконечник намного проще и быстрее. Но медибыло мало, найти ее было непросто, поэтому долгое время она служила в основномматериалом для украшений.Однако со временем выяснилось, что медь можно получить из камней определенноговида и что найти такие камни значительно проще, чем чистую самородную медь. Когда и какбыло сделано это открытие, мы с вами не знаем, и, вероятно, это навсегда останется тайной.Но можно представить, как это произошло.

Загорелся лес, росший на почве, в которойсодержались какие-то голубоватые камни. Пришедшие на пепелище люди нашли в золесверкающие шарики меди, и кто-то первый догадался, что, нагревая эти голубоватые камнина костре, можно получить медь. Наверное, прежде чем такая догадка осенила человека, онмного раз наталкивался на шарики меди на пожарищах.Рис. 1. Плавильные печи устраивали таким образом, чтобы в них можно было получатьиз руды ковкий или плавкий металл.

Медную руду (а) плавили в тигле. Железную руду (б)смешивали с древесным углем и, чтобы повысить температуру пламени, продували припомощи кузнечных мехов через горящую смесь воздух.Возможность получения меди была окончательно установлена, по-видимому, около4000 г. до н. э., и скорее всего это случилось на Синайском полуострове или в горныхобластях Шумера (территория современного Ирака), а возможно, и одновременно в этихдвух районах.Так или иначе, но с этого времени медь стала вполне доступным материалом, и ееначали использовать для изготовления орудий труда, предметов домашнего обихода и т. д.Медная сковорода, найденная в захоронении, расположенном на территории Египта,датируется 3200 г. до н. э.

А к 3000 г. до н. э. начали выплавлять и значительно болеетвердый, чем медь, металл - бронзу - сплав меди и олова. Произошло это также, несомненно,случайно. Вероятно, кто-то по ошибке нагрел вместе с медной и оловянную руду (рис. 1).Изготовленные из бронзы орудия труда найдены в гробнице фараона Итети, который правилв XXX в. до н.э. К 2000 г. до н.э. бронза уже широко использовалась для изготовленияоружия и доспехов.Самым крупным событием бронзового века была Троянская война. Воины тоговремени были одеты в бронзовые доспехи и вооружены дротиками с бронзовыминаконечниками. Не оснащенный таким образом воин был обречен. Поэтому кузнецы,ковавшие доспехи и оружие, пользовались особым уважением.

Даже среди греческих боговбыл свой кузнец - хромоногий Гефест. И не случайно среди европейских фамилий такраспространены фамилии, основу которых составляет слово "кузнец".И еще раз на человека снизошло озарение. Люди бронзового века узнали осуществовании железа - более твердого металла, чем бронза. Вначале железо было оченьредким и дорогим металлом, так как это были обломки метеоритов.

Получить его из рудногокамня, как получали медь, казалось невозможным. Дело в том, что железо прочнее медисвязано с рудой, в состав которой оно входит. Выплавить железо из руды на костре неудастся, для этого необходимо более "жаркое пламя".Секрет плавки железа был открыт примерно в 1500 г. до н. э. в Малой Азии.

Как былоустановлено, столь необходимое "жаркое пламя" может дать древесный уголь, если черезгорящий уголь продувать воздух. Первыми широко применять железо начали хетты (один изнародов, населявших Малую Азию). В письме хеттского царя (датируемом 1280 г. до н. э.)наместнику богатого железом горного района совершенно определенно говорится опроизводстве железа.Чистое железо не очень твердое. Однако в процессе плавки железо может вобрать всебя столько углерода из древесного угля, что в результате образуется поверхностный слойсплава железа и углерода, называемого сталью.

Этот сплав тверже самой лучшей бронзы, иизготовленный из него наконечник после заточки долго остается острым. Получение сталиявилось поворотным моментом в истории развития металлургии и в истории развитияобщества Наступил железный век.Располагавшие железным оружием дорийцы вторглись в 1100 г.

до н. э. на Балканскийполуостров и разгромили микенских греков. Микенские греки были болеевысокоцивилизованным народом, но еще не имели стали и были вооружены бронзовыморужием. Часть греков проникла в Ханаан и принесла с собой железное оружие. Это были тесамые филистимляне, о которых так много говорится в Ветхом завете. И пока евреи неполучили железного оружия (а это случилось при царе Сауле), они были по существубеспомощны.Ассирийская армия была первой армией, полностью оснащенной железным оружиемхорошего качества.

Благодаря такому превосходству в вооружении ассирийцы покорилимногие соседние народы и к 900 г. до н.э. основали могущественное государство.Расцвету древнегреческой философии предшествовали определенные успехи,достигнутые в прикладной химии. Египетские мастера занимались производством металлов,красителей, они научились бальзамированию.Согласно одной из теорий, слово khemeia происходит от древнего названия Египта Kham (в английском переводе Библии оно превратилось в Ham), и, таким образом, онодолжно означать "египетское искусство". Однако в настоящее время более популярно другоеобъяснение.

Предполагается, что слово г ртуть - современное название металла, а древнееназвание ртути - hydrargium. т. е. "жидкое серебро"; почти идентично старое английскоеназвание - "живое серебро" (quicksilver). Эта более или менее намеренная неясность языкахимии имела два отрицательных следствия. Во-первых, она приводила к торможениюпрогресса, так как каждый работавший в этой области пребывал в неведении или по крайнеймере терялся в догадках относительно того, чем же занимаются его коллеги, так что нельзябыло ни учиться на ошибках, ни перенимать опыт. Во-вторых, любой мошенник и шарлатанмог, при условии, что он непонятно изъяснялся, выдать себя за серьезного ученого.