Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева - Сэм Кин

Рентген не только показал пример великолепного и тщательного научного исследования. Он также напомнил коллегам о том, что в периодической системе то и дело обнаруживаются новые сюрпризы. Даже сегодня мы то и дело узнаем об элементах что-то совершенно новое. Но большинство «легких» открытий ко времени Рентгена уже было совершено, для обнаружения новых элементов требовалось проявить немалую изобретательность. Ученым приходилось «допрашивать» вещества в крайне жестких условиях – особенно под действием сильнейшего холода, который гипнотизирует элементы и заставляет их вести себя необычно. Экстремальный холод не предвещает ничего хорошего и для людей, стремящихся к новым открытиям. К 1911 году достойные последователи Льюиса и Кларка уже успели исследовать бо́льшую часть Антарктики, но нога человека еще ни разу не ступала на Южный полюс. Это неизбежно привело к бескомпромиссной гонке между выдающимися исследователями, желавшими побывать там первыми. Именно эта гонка и привела к мрачной и назидательной истории о том, какие сюрпризы подбрасывает химия при экстремально низких температурах.

Тот год выдался холодным даже по антарктическим меркам, но несколько белокожих англичан во главе с Робертом Скоттом все равно решили сделать все, чтобы достичь отметки 90° южной широты. Они заготовили припасы, снарядили собачьи упряжки – и караван двинулся к цели от антарктического побережья. Большинство участников экспедиции были своеобразной «группой поддержки» – они предусмотрительно оставляли на пути пайки с едой и запасы топлива. Это делалось, чтобы небольшая команда, которая совершит последний рывок к полюсу, смогла воспользоваться всем этим на обратном пути.

Постепенно караван редел, и наконец после пешего пути, занявшего не один месяц, группа из пяти человек под руководством Скотта дошла до Южного полюса в январе 1912 года. Там они обнаружили коричневую палатку, норвежский флаг и издевательски дружелюбное письмо. Скотт проиграл гонку Руалу Амундсену, чья группа пришла к Южному полюсу месяцем ранее. В тот момент Скотт коротко написал у себя в дневнике: «Произошло худшее или почти худшее… Это огромное разочарование». А несколько позже – такая запись: «Великий боже! это ужасное место… Теперь мы побежим домой, и впереди ждет отчаянная борьба. Гадаю: справимся ли?»

Скотт и его спутники были страшно подавлены, а обратный путь в любом случае обещал ста нелегким. Но Антарктика, казалось, бросила все силы, чтобы покарать и добить этих людей. На протяжении многих недель им приходилось брести в сильнейшем муссоне, заваливавшем их снежными хлопьями. Из дневников экспедиции (открытых позже) стало известно, что путникам пришлось переносить голод, цингу, обезвоживание, обморожение и гангрену. Самой убийственной бедой было отсутствие топлива. Годом ранее Скотт путешествовал по Арктике и обнаружил, что кожаная оплетка, которой полярники предохраняли канистры с керосином, сильно протекает. Экспедиция вполне могла потерять в пути половину горючего. Перед тем как отправиться на Южный полюс, группа Скотта пробовала запечатывать канистры оловосодержащим и чистым оловянным припоем. Но когда изнуренные мужчины добрались до склада канистр, оставленного для обратного пути, они обнаружили, что многие баки пусты. В довершение всего, часть керосина попала в провиант и испортила его.

Без керосина путешественники не могли готовить еду и растапливать лед для питья. Один участник экспедиции заболел и умер. У другого от холода помутился рассудок, и он куда-то ушел из лагеря. Оставшиеся трое, включая Скотта, брели дальше. Считается, что они погибли от обморожения в конце марта 1912 года, не дойдя до британской базы всего 18 километров.

В свое время Скотт был такой же культовой фигурой, как Нейл Армстронг^[147]. Британцы горестно встретили новость о его гибели, в 1915 году в одной церкви даже были установлены витражи в его честь. Конечно, люди всегда пытались отыскать какую-то уважительную причину, которая оправдала бы его неудачу, и периодическая система подсказала того «злодея», который мог погубить Скотта. Олово, которое Скотт использовал для запечатывания канистр, ценилось с библейских времен, так как этот металл очень ковкий. По иронии судьбы, чем бо́льших успехов достигала металлургия в добыче и очистке олова, тем хуже этот металл вел себя в повседневном использовании. Когда инструменты, монеты и даже игрушки из чистого олова замерзают, их начинает разъедать беловатая «ржавчина», похожая на морозные узоры на окне. Это вещество постепенно образует пузырьки, которые проникают в олово и крошат его, пока оно не рассыпается в пыль.

В отличие от железной ржавчины, это вещество образуется без каких-либо химических реакций. Сегодня ученым уже известна причина такого явления: дело в том, что в твердом агрегатном состоянии атомы олова могут упорядочиваться двумя способами. При сильном морозе металл переходит из крепкой «бета»-формы в хрупкую и рассыпчатую «альфа»-форму. Чтобы представить себе разницу, вообразите, что атомы олова – это апельсины, сложенные в огромном деревянном ящике. На дне ящика лежит слой шарообразных плодов, которые соприкасаются лишь вскользь. Для заполнения второго, третьего и последующих слоев можно положить каждый атом прямо на другой атом, расположенный уровнем ниже. Это первая кристаллическая структура. Другой вариант – уложить второй слой атомов в промежутки между атомами первого, потом в третьем слое так же положить атомы в промежутки, оставшиеся во втором, и так далее. Получается вторая кристаллическая структура, с иной плотностью и иными свойствами, нежели первая. И это всего лишь два из многих способов уложить много слоев соприкасающихся атомов.