как и самих веществ. Вещества бывают твёрдые как камень, жидкие как вода, газообразные, прозрачные и почти невесомые как воздух, которым мы дышим. Они бывают чёрными как уголь, рыжими как ржавчина, а то и вовсе бесцветными. Они могут источать сильный запах, а могут ничем не пахнуть, могут обжигать кожу или смягчать её. Одни растворяются в воде, а другие терпеть её не могут, одни вспыхивают и взрываются от малейшей искры, а другие не боятся огня, кто-то из них проводит электрический ток, а кто-то, наоборот, защищает нас от него...
Все вещества живут своей жизнью. Они могут мирно уживаться, как камень, вода и воздух на берегу ручья. Или как многие вещества на кухне. Возьмите пищевую соду и капните на неё подсолнечным маслом — ничего не произойдет. Капните соком лимона на поваренную соль из солонки — опять никаких изменений. Но некоторые вещества вступают в схватку, они действуют друг на друга — взаимодействуют. И это взаимодействие может протекать очень бурно. Хотите убедиться? Насыпьте немного пищевой соды на блюдце и выдавите на неё несколько капель из лимона. Сода зашипит и запенится, вступив во взаимодействие с лимонной кислотой, содержащейся в соке лимона. Поздравляю, вы провели первую химическую реакцию!
Хотите ещё? Пожалуйста! Есть у меня на примете прекрасная реакция между крахмалом и йодом. Давайте проведём её. Наверняка в вашей домашней аптечке есть настойка йода. Капните несколько капель в небольшое количество воды, чтобы получился раствор жёлтого цвета. А теперь отправляйтесь на кухню и поищите картофелину. В картошке очень много крахмала. Белые разводы на ноже, которые остаются после того, как мама порезала клубень на кусочки, и есть крахмал. Но нам достаточно разрезать картофелину пополам. А теперь на этот срез капните каплю-другую того жёлтого раствора, который вы только что приготовили, и посмотрите, что произойдёт. Очень быстро то место, куда вы капнули, станет синего цвета. Вот и появилось третье вещество — результат соединения крахмала с йодом. А теперь, используя эту реакцию, вы можете провести целое расследование на кухне и убедиться, что крахмал есть в макаронах, хлебе, рисе и даже в йогуртах.
Итак, у каждого вещества свой характер и внешний вид, свойства и темперамент. Из них-то и состоит всё, что нас окружает, в том числе и мы с вами.
Мы всего лишь капнули лимонный сок на пищевую соду... И вот что получилось
Так выглядит в природе минерал галит, который мы добываем и превращаем в соль в солонке
Меньше маленького
Хорошо, скажете вы, а из чего же состоит само вещество? На этот вопрос химики искали ответ сотни лет. И пришли к выводу, что вещества состоят из молекул — мельчайших его частиц, которые сохраняют свойства вещества, как народ состоит из отдельных людей, а кирпичный забор — из кирпичей.
Нидерландский врач и математик Исаак Бекман 14 сентября 1620 года записал в своем дневнике, что после деления дозы лекарства пополам обе полудозы сохранили свои целебные свойства. Следующее деление дало тот же результат. И тогда Бекман подумал: если делить дозу надвое вновь и вновь, то, наверное, настанет такой момент, когда крошечный осколок утратит свои свойства. Бекман назвал эту мельчайшую частичку, сохраняющую целительные свойства вещества, минимумом. Этот минимум означал то же, что и нынешний термин «молекула».
А вскоре, в 1636 году, появилось и само слово «молекула». Французский священник Пьер Гассенди, прославившийся работами по астрономии, математике, механике и философии, присоединил частицу-кула к слову «моль», означавшему тогда то, что теперь обозначается словом «масса». Получилось — очень-очень-очень маленькая масса.
Химики долго привыкали к этой идее, молекулярная теория продвигалась со скрипом, но с каждым годом она завоевывала всё больше сторонников. Так, постепенно, химики и сами не заметили, как начали использовать это понятие при объяснении свойств веществ. Но лишь в 1860 году в немецком городе Карлсруэ собрался Первый международный конгресс химиков, на котором учёные узаконили «молекулу» как термин.
Они столь малы, что невидимы обычному глазу. Мы можем видеть лишь крупинки или капельки вещества, состоящие на самом деле из очень большого числа молекул, крепко держащихся друг за дружку. И разорвать эти объятия не так-то просто. Например, невозможно измельчить тот же самый сахар до молекул, перетирая его в ступке. Но можно бросить его кристаллики в воду. Через мгновение они растворятся и исчезнут, станут невидимыми. Это значит, что в воде кристаллики сахара распались на отдельные молекулы, которые пустились в свободное плавание как рыбы в воде. А вот ещё один простой эксперимент. Налейте немного воды в блюдечко, поставьте на солнце и понаблюдайте за ним. Единственное, что вы увидите, так это то, что вода будет потихоньку исчезать из блюдца, испаряться. Но этот процесс испарения не видим глазу, потому что в воздух убегают одиночные молекулы воды, которые ни один глаз не разглядит.
И всё-таки, какого же они размера? Давайте мысленно возьмём молекулу обычной воды и увеличим её в миллион раз. И что получится? Нет, вовсе не слон, а маленькая точка на листе бумаги. Кстати, если в миллион раз увеличить Останкинскую телебашню, то по ней можно будет, теоретически, взобраться до Луны и даже дальше. Вот какие молекулы маленькие.
Тогда сколько же молекул умещается в одной крупинке того же сахара? Не поверите, два миллиарда миллиардов. Это такое огромное число, что его даже трудно представить и с чем-нибудь сравнить. Ведь если вы отправитесь пешком в звёздную систему Альфа Центавра, где разворачивается действие фильма «Аватар» и куда самый быстрый гонец в мире — свет — летит четыре с лишним года, то количество шагов, которые вы сделаете, всё равно будет в 25 раз меньше, чем количество молекул в крупинке сахара.
Каких только молекул не бывает на свете! Маленькие и большие, плоские и объёмные, длинные и короткие, ажурные, спиральные и шарообразные. А есть молекулы, которые по форме очень похожи на привычные нам вещи — на футбольный мяч и горшок для цветов, на королевскую корону и египетские пирамиды, на бутерброд и шестерёнку, на подсолнух и даже на собачку.
Это не алмазы. Это обычный сахар. Каждая такая крупинка состоит из двух миллиардов миллиардов молекул сахара
Химические святцы
На вашем месте я бы начала терять терпение и незамедлительно поинтересовалась бы: «А они-то, молекулы, из чего сделаны?» Молекулы сделаны из ещё более мелких составляющих — из атомов. Двести
