Kes avastas vee koostise. Vesiniku avastamise ajalugu – teooriast praktikani Milline teadlane avastas vesiniku

Perioodilises tabelis paikneb vesinik kahes elementide rühmas, mis on oma omadustelt täiesti vastandlikud. See funktsioon muudab selle täiesti ainulaadseks. Vesinik ei ole ainult element või aine, vaid on ka paljude keerukate ühendite lahutamatu osa, organogeenne ja biogeenne element. Seetõttu vaatame selle omadusi ja omadusi üksikasjalikumalt.

Tuleohtlike gaaside eraldumist metallide ja hapete koosmõjul täheldati juba 16. sajandil ehk siis keemia kui teaduse kujunemise ajal. Kuulus inglise teadlane Henry Cavendish uuris ainet alates 1766. aastast ja andis sellele nimetuse "põlev õhk". Põlemisel tekkis sellest gaasist vett. Kahjuks takistas teadlase flogistoni (hüpoteetiline "ülipeene aine") teooria järgimine tal õigeid järeldusi tegemast.

Prantsuse keemik ja loodusteadlane A. Lavoisier sünteesis koos insener J. Meunier'ga ja spetsiaalsete gaasimeetrite abil 1783. aastal vett ning seejärel analüüsis seda veeauru lagundamisel kuuma rauaga. Seega suutsid teadlased teha õigeid järeldusi. Nad leidsid, et "põlev õhk" pole mitte ainult osa veest, vaid seda saab ka sellest saada.

1787. aastal väitis Lavoisier, et uuritav gaas on lihtne aine ja seega üks peamisi keemilisi elemente. Ta nimetas seda vesinikuks (kreeka sõnadest hydor - vesi + gennao - ma sünnitan), s.o "vee sünnitamine".

Venekeelse nimetuse “vesinik” pakkus 1824. aastal välja keemik M. Soloviev. Vee koostise määramine tähistas "flogistoniteooria" lõppu. 18. ja 19. sajandi vahetusel tehti kindlaks, et vesinikuaatom on väga kerge (võrreldes teiste elementide aatomitega) ja selle mass võeti aatommasside võrdlemisel põhiühikuks, saades väärtuseks 1.

Füüsikalised omadused

Vesinik on kõige kergem teadusele teadaolev aine (see on õhust 14,4 korda kergem), selle tihedus on 0,0899 g/l (1 atm, 0 °C). See materjal sulab (tahkestub) ja keeb (vedeldub) vastavalt temperatuuril -259,1 ° C ja -252,8 ° C (ainult heeliumil on madalam keemis- ja sulamistemperatuur).

Vesiniku kriitiline temperatuur on äärmiselt madal (-240 °C). Seetõttu on selle vedeldamine üsna keeruline ja kulukas protsess. Aine kriitiline rõhk on 12,8 kgf/cm² ja kriitiline tihedus 0,0312 g/cm³. Kõigist gaasidest on vesinikul kõrgeim soojusjuhtivus: 1 atm ja 0 °C juures võrdub see 0,174 W/(mxK).

Aine erisoojusmaht samadel tingimustel on 14,208 kJ/(kgxK) või 3,394 cal/(rx°C). See element lahustub vees vähe (umbes 0,0182 ml/g 1 atm ja 20 °C juures), kuid lahustub hästi enamikus metallides (Ni, Pt, Pa jt), eriti pallaadiumis (umbes 850 mahuosa Pd mahu kohta) .

Viimast omadust seostatakse selle hajutamisvõimega ja difusiooniga läbi süsinikusulami (näiteks terase) võib kaasneda sulami hävimine vesiniku ja süsiniku vastasmõju tõttu (seda protsessi nimetatakse dekarboniseerimiseks). Vedelas olekus on aine väga kerge (tihedus - 0,0708 g/cm³ temperatuuril t° = -253 °C) ja vedel (viskoossus - 13,8 spoisi samadel tingimustel).

Paljudes ühendites on selle elemendi valentsus +1 (oksüdatsiooniaste), nagu naatrium ja teised leelismetallid. Tavaliselt peetakse seda nende metallide analoogiks. Vastavalt sellele juhib ta perioodilise süsteemi I rühma. Metallhüdriidides on vesinikuioonil negatiivne laeng (oksüdatsiooniaste on -1), see tähendab, et Na+H- struktuur sarnaneb Na+Cl-kloriidiga. Vastavalt sellele ja mõnele muule faktile (elemendi "H" ja halogeenide füüsikaliste omaduste sarnasus, võime asendada see halogeenidega orgaanilistes ühendites) klassifitseeritakse vesinik perioodilise süsteemi VII rühma.

Normaalsetes tingimustes on molekulaarne vesinik madala aktiivsusega, kombineerides otseselt ainult kõige aktiivsemate mittemetallidega (fluori ja klooriga, viimasega valguses). Kuumutamisel interakteerub see omakorda paljude keemiliste elementidega.

Aatomi vesinikul on suurenenud keemiline aktiivsus (võrreldes molekulaarse vesinikuga). Hapnikuga moodustab see vett vastavalt valemile:

Н₂ + ½О₂ = Н₂О,

vabastades 285,937 kJ/mol soojust või 68,3174 kcal/mol (25 °C, 1 atm). Normaalsetes temperatuuritingimustes kulgeb reaktsioon üsna aeglaselt ja temperatuuril t° >= 550 °C on see kontrollimatu. Vesiniku + hapniku segu plahvatuspiirid mahu järgi on 4–94% H2 ja vesinik + õhu segu 4–74% H2 (segu, mis koosneb kahest mahust H2 ja ühest mahust O2, nimetatakse detoneerivaks gaasiks).

Seda elementi kasutatakse enamiku metallide redutseerimiseks, kuna see eemaldab oksiididest hapnikku:

Fe3O4 + 4H₂ = 3Fe + 4H₂O,

CuO + H₂ = Cu + H2O jne.

Vesinik moodustab erinevate halogeenidega vesinikhalogeniide, näiteks:

H2 + Cl2 = 2HCl.

Kuid fluoriga reageerides plahvatab vesinik (see juhtub ka pimedas, temperatuuril -252 ° C), broomi ja klooriga reageerib see ainult kuumutamisel või valgustamisel ning joodiga - ainult kuumutamisel. Lämmastikuga suhtlemisel tekib ammoniaak, kuid ainult katalüsaatoril, kõrgendatud rõhul ja temperatuuril:

ZN2 + N2 = 2NН3.

Kuumutamisel reageerib vesinik aktiivselt väävliga:

H₂ + S = H2S (vesiniksulfiid),

ja palju keerulisem telluuri või seleeniga. Vesinik reageerib puhta süsinikuga ilma katalüsaatorita, kuid kõrgel temperatuuril:

2H2 + C (amorfne) = CH4 (metaan).

See aine reageerib otse mõne metalliga (leelis, leelismuldmuld ja teised), moodustades hüdriide, näiteks:

H2 + 2Li = 2LiH.

Vesiniku ja süsinikmonooksiidi (II) vastasmõjul on märkimisväärne praktiline tähtsus. Sel juhul tekivad sõltuvalt rõhust, temperatuurist ja katalüsaatorist erinevad orgaanilised ühendid: HCHO, CH₃OH jne. Küllastumata süsivesinikud reaktsiooni käigus küllastuvad, näiteks:

С n Н₂ n + Н₂ = С n Н₂ n ₊₂.

Vesinikul ja selle ühenditel on keemias erakordne roll. See määrab happelised omadused nn. protoonhapped, kipuvad moodustama erinevate elementidega vesiniksidemeid, millel on oluline mõju paljude anorgaaniliste ja orgaaniliste ühendite omadustele.

Vesiniku tootmine

Selle elemendi tööstusliku tootmise peamised toorainetüübid on nafta rafineerimisgaasid, looduslikud põlevad ja koksiahjugaasid. Seda saadakse ka veest elektrolüüsi teel (elektri olemasolu kohtades). Üks olulisemaid meetodeid maagaasist materjali tootmiseks on süsivesinike, peamiselt metaani katalüütiline interaktsioon veeauruga (nn konversioon). Näiteks:

CH4 + H2O = CO + ZN2.

Süsivesinike mittetäielik oksüdatsioon hapnikuga:

CH4 + 1/2O2 = CO + 2H2.

Sünteesitud süsinikmonooksiid (II) muundub:

CO + H2O = CO2 + H2.

Maagaasist toodetud vesinik on odavaim.

Vee elektrolüüsiks kasutatakse alalisvoolu, mis juhitakse läbi NaOH või KOH lahuse (seadmete korrosiooni vältimiseks happeid ei kasutata). Laboritingimustes saadakse materjal vee elektrolüüsil või vesinikkloriidhappe ja tsingi vahelise reaktsiooni tulemusena. Kuid sagedamini kasutatakse silindrites valmis tehasematerjali.

See element eraldatakse nafta rafineerimisgaasidest ja koksiahju gaasist, eemaldades kõik muud gaasisegu komponendid, kuna need vedelduvad sügaval jahutamisel kergemini.

Seda materjali hakati tööstuslikult tootma 18. sajandi lõpus. Siis kasutati seda õhupallide täitmiseks. Praegu kasutatakse vesinikku laialdaselt tööstuses, peamiselt keemiatööstuses, ammoniaagi tootmiseks.

Aine massitarbijad on metüül- ja muude alkoholide, sünteetilise bensiini ja paljude muude toodete tootjad. Neid saadakse süsinikmonooksiidi (II) ja vesiniku sünteesil. Vesinikku kasutatakse raskete ja tahkete vedelkütuste, rasvade jms hüdrogeenimisel, HCl sünteesil, naftasaaduste hüdrogeenimisel, samuti metalli lõikamisel/keevitamisel. Tuumaenergia kõige olulisemad elemendid on selle isotoobid – triitium ja deuteerium.

Vesiniku bioloogiline roll

Umbes 10% elusorganismide massist (keskmiselt) pärineb sellest elemendist. See on osa veest ja kõige olulisematest looduslike ühendite rühmadest, sealhulgas valgud, nukleiinhapped, lipiidid ja süsivesikud. Milleks seda kasutatakse?

Sellel materjalil on otsustav roll: valkude ruumilise struktuuri säilitamisel (kvaternaarne), nukleiinhapete komplementaarsuse põhimõtte elluviimisel (st geneetilise teabe rakendamisel ja säilitamisel) ja üldiselt molekulaarsel "äratundmisel" tasemel.

Vesinikuioon H+ osaleb olulistes dünaamilistes reaktsioonides/protsessides kehas. Sealhulgas: bioloogilises oksüdatsioonis, mis varustab elusrakke energiaga, biosünteesireaktsioonides, fotosünteesis taimedes, bakteriaalses fotosünteesis ja lämmastiku sidumises, happe-aluse tasakaalu ja homöostaasi säilitamises, membraani transpordiprotsessides. Koos süsiniku ja hapnikuga moodustab see elunähtuste funktsionaalse ja struktuurse aluse.

Vesinik, vesinik, H (1)

Vesinikku on juba mõnda aega tuntud kui põlev (süttiv) õhk. See saadi hapete mõjul metallidele, plahvatusohtliku gaasi põlemist ja plahvatusi jälgisid Paracelsus, Boyle, Lemery ja teised 16.–18. sajandi teadlased. Flogistoni teooria levikuga püüdsid mõned keemikud toota vesinikku "vaba flogistonina". Lomonossovi väitekiri "Metallilisest läikest" kirjeldab vesiniku tootmist "happeliste alkoholide" (näiteks "vesinikkloriidalkohol", s.o vesinikkloriidhape) toimel rauale ja teistele metallidele; Vene teadlane oli esimene (1745), kes esitas hüpoteesi, et vesinik ("süttiv aur" - aur inflammabilis) on flogiston. Cavendish, kes uuris üksikasjalikult vesiniku omadusi, esitas 1766. aastal sarnase hüpoteesi. Ta nimetas vesinikku "metallidest" saadavaks tuleohtlikuks õhuks (metallidest tuleohtlik õhk) ja uskus, nagu kõik flogistikud, et vesinikku lahustatakse hapetes. metall kaotab teie flogistoni. Lavoisier, kes 1779. aastal uuris vee koostist selle sünteesi ja lagunemise kaudu, nimetas kreeka keelest vesinikku vesinikuks (vesinik) või vesinikuks (vesinik). hüdro - vesi ja gaynome - tootan, sünnitan.

1787. aasta nomenklatuurikomisjon võttis gennaost vastu sõna tootmine Vesinik – ma sünnitan. Lavoisier’ lihtkehade tabelis on vesinik mainitud viie (valgus, soojus, hapnik, lämmastik, vesinik) "lihtkehade, mis kuuluvad kõigisse kolme loodusriiki ja mida tuleks käsitleda kehade elementidena" hulgas; Hüdrogeeni nime vana sünonüümina nimetab Lavoisier tuleohtlikku gaasi (gaz inflammable), tuleohtliku gaasi alust. 18. sajandi lõpu ja 19. sajandi alguse venekeelses keemiakirjanduses. Vesinikul on kahte tüüpi nimetusi: flogistiline (põlevgaas, põlev õhk, süttiv õhk, süttiv õhk) ja antiflogistlik (vett loov olend, vett loov olend, vett loov gaas, vesinikgaas, vesinik). Mõlemad sõnarühmad on vesiniku prantsusekeelsete nimede tõlked.

Vesiniku isotoobid avastati selle sajandi 30ndatel ja omandasid kiiresti suure tähtsuse teaduses ja tehnoloogias. 1931. aasta lõpus uurisid Urey, Brekwedd ja Murphy jääki pärast vedela vesiniku pikaajalist aurustamist ja avastasid raske vesiniku aatommassiga 2. Seda isotoopi nimetati kreeka keelest deuteeriumiks (D). - teine, teine. Neli aastat hiljem avastati pikaajalisele elektrolüüsile allutatud veest veelgi raskem vesiniku isotoop 3H, mida kreeka keeles nimetati triitiumiks (Tritium, T). - kolmas.
Heelium, heelium, he (2)

1868. aastal jälgis prantsuse astronoom Jansen Indias täielikku päikesevarjutust ja uuris spektroskoopiliselt päikese kromosfääri. Ta avastas päikese spektris erekollase joone, mille ta nimetas D3-ks, mis ei langenud kokku naatriumi kollase D-joonega. Samal ajal nägi sama joont päikese spektris inglise astronoom Lockyer, kes taipas, et see kuulub tundmatule elemendile. Lockyer koos Franklandiga, kelle heaks ta siis töötas, otsustas uue elemendi nimetada heeliumiks (kreeka keelest helios - päike). Siis avastasid teised teadlased "maapealsete" toodete spektrites uue kollase joone; Nii avastas itaallane Palmieri selle 1881. aastal Vesuuvi kraatrist võetud gaasiproovi uurides. Ameerika keemik Hillebrand avastas uraanimineraale uurides, et need eraldavad tugeva väävelhappega kokkupuutel gaase. Hillebrand ise uskus, et see on lämmastik. Ramsay, kes pööras tähelepanu Hillebrandi sõnumile, allutas mineraalse kleveiidi happega töötlemisel eraldunud gaaside spektroskoopilisele analüüsile. Ta avastas, et gaasid sisaldasid lämmastikku, argooni ja tundmatut gaasi, mis tekitas erekollase joone. Kuna Ramsay puudus piisavalt hea spektroskoop, saatis uue gaasi proovid Crookesile ja Lockyerile, kes tuvastasid peagi gaasi heeliumina. Ka 1895. aastal eraldas Ramsay heeliumi gaaside segust; see osutus keemiliselt inertseks, nagu argoon. Varsti pärast seda tegid Lockyer, Runge ja Paschen avalduse, et heelium koosneb kahe gaasi – ortoheeli ja paraheeli – segust; üks neist annab kollase spektrijoone, teine ​​rohelise. Nad tegid ettepaneku nimetada seda teist gaasi asteeriumiks (Asterium) kreeka keelest - täheks. Ramsay katsetas koos Traversiga seda väidet ja tõestas, et see oli vale, kuna heeliumijoone värvus sõltub gaasirõhust.
Liitium, liitium, liitium (3)

Kui Davy viis läbi oma kuulsad leelismuldmetallide elektrolüüsi katsed, ei kahtlustanud keegi liitiumi olemasolu. Liitiumi leelismuldmetalli avastas alles 1817. aastal andekas analüütiline keemik, üks Berzeliuse õpilastest Arfvedson. 1800. aastal leidis Brasiilia mineraloog de Andrada Silva teadusreisil Euroopasse Rootsist kaks uut mineraali, millele pani nimeks petaliit ja spodumene ning esimene neist taasavastati mõni aasta hiljem Ute saarelt. Arfvedson hakkas petaliidi vastu huvi tundma, viis läbi selle täieliku analüüsi ja avastas algselt seletamatu umbes 4% aine kadu. Analüüse hoolikamalt korrates tuvastas ta, et petaliit sisaldas "seni tundmatu iseloomuga tuleohtlikku leelist". Berzelius tegi ettepaneku nimetada seda liitiumiks, kuna erinevalt kaaliumist ja soodast leiti see leelis esmakordselt "mineraalide kuningriigist" (kivid); See nimi on tuletatud kreeka keelest - kivi. Arfvedson avastas hiljem liitiummulda ehk litiini mitmes teises mineraalis, kuid tema katsed vaba metalli eraldada ebaõnnestusid. Davy ja Brande said väga väikese koguse liitiummetalli leelise elektrolüüsi teel. 1855. aastal töötasid Bunsen ja Matthessen välja tööstusliku meetodi liitiummetalli tootmiseks liitiumkloriidi elektrolüüsi teel. 19. sajandi alguse vene keemiakirjanduses. leidub nimesid: liitium, litiin (Dvigubsky, 1826) ja liitium (Hess); liitiummuld (leelis) nimetati mõnikord litinaks.
Berüllium, Be (4)

Berülliumi (vääriskive) sisaldavad mineraalid – berüll, smaragd, smaragd, akvamariin jne – on tuntud juba iidsetest aegadest. Osa neist kaevandati Siinai poolsaarel juba 17. sajandil. eKr e. Stockholmi papüürus (3. sajand) kirjeldab võltskivide valmistamise meetodeid. Nimetust berüll leidub kreeka ja ladina (Berülli) antiikkirjanikel ning iidsetes venekeelsetes teostes, näiteks 1073. aasta “Svjatoslavi kogus”, kus berüll esineb nimetuse virullion all. Selle rühma väärismineraalide keemilise koostise uurimist alustati aga alles 18. sajandi lõpus. keemilis-analüütilise perioodi algusega. Esimesed analüüsid (Klaproth, Bindheim jt) berüllist midagi erilist ei leidnud. 18. sajandi lõpus. kuulus mineraloog Abbot Gahuy juhtis tähelepanu Limogesist pärit berülli ja Peruust pärit smaragdi kristallstruktuuri täielikule sarnasusele. Vaukelin viis läbi mõlema mineraali keemilise analüüsi (1797) ja avastas mõlemal uuel maapinnal, mis erineb alumiiniumoksiidist. Saanud uue maa soolad, avastas ta, et osa neist on magusa maitsega, mistõttu nimetas ta uue maa kreeka keelest glucina (Glucina). - magus. Selles maas sisalduv uus element nimetati sobivalt glütsiiniumiks. Seda nime kasutati Prantsusmaal 19. sajandil, seal oli isegi sümbol - Gl. Klaproth, olles vastane uute elementide nimetamisele nende ühendite juhuslike omaduste põhjal, pakkus välja glütsiiniumi berülliumiks nimetamise, viidates sellele, et ka teiste elementide ühenditel on magus maitse. Berülliummetalli valmistasid esmakordselt Wöhler ja Bussy aastal 1728, redutseerides berülliumkloriidi kaaliummetalliga. Olgu siinkohal märgitud vene keemiku I. V. Avdejevi silmapaistev uurimus berülliumoksiidi aatommassi ja koostise kohta (1842). Avdejev määras berülliumi aatommassiks 9,26 (tänapäevane 9,0122), Berzelius aga pidas selle 13,5 ja oksiidi õigeks valemiks.

Mineraali berülli nime päritolu kohta on mitu versiooni, millest tuleneb sõna berüllium. A. M. Vassiljev (Diergarti järgi) tsiteerib järgmist filoloogide arvamust: berülli ladina ja kreeka nimesid saab võrrelda prakriti veluriya ja sanskriti vaiduryaga. Viimane on teatud kivi nimi ja tuleneb sõnast vidura (väga kaugel), mis näib tähendavat mõnda maad või mäge. Müller pakkus veel ühe seletuse: vaidurya pärines algsest vaidaryast ehk vaidalyast ja viimane vidalast (kass). Teisisõnu, vaidurya tähendab umbkaudu "kassisilma". Rai juhib tähelepanu, et sanskriti keeles peeti kassisilmaks topaasi, safiiri ja koralli. Kolmanda seletuse annab Lippmann, kes usub, et sõna berüll tähendas mõnd põhjamaad (kust vääriskivid pärit) või inimesi. Mujal märgib Lippmann, et Nicholas of Cusa kirjutas, et saksa brille (prillid) pärineb barbarite ladinakeelsest berillusest. Lõpuks juhib Lemery sõna berüll (Beryllus) selgitades tähelepanu sellele, et Berillus ehk Verillus tähendab "inimese kivi".

19. sajandi alguse vene keemiakirjanduses. Glütsiini nimetati magedaks maaks, magusaks maaks (Severgin, 1815), magusaks maaks (Zakharov, 1810), glutiiniks, glütsiiniks, glütsiinmulda aluseks ja elementi nimetati wisteeriumiks, glütsiniidiks, glütsiumiks, magusaks maaks jne. Giese pakkus välja nimi berüllium (1814). Hess jäi aga nime Glitium juurde; seda kasutas sünonüümina ka Mendelejev (1. väljaanne “Keemia alused”).
Bor, Borum, V (5)

Looduslikud booriühendid (inglise Boron, French Bore, saksa Bor), peamiselt ebapuhas booraks, on tuntud juba varasest keskajast. Nimetuste Tinkal, Tinkar, Attinkar (Tinkal, Tinkar, Attinkar) all toodi booraks Euroopasse Tiibetist; seda kasutati metallide, eriti kulla ja hõbeda jootmiseks. Euroopas nimetati tinkali sagedamini booraks (Borax) araabiakeelsest sõnast bauraq ja pärsia sõnast burah. Mõnikord tähendas booraks ehk boorako erinevaid aineid, näiteks sooda (nitroon). Ruland (1612) nimetab booraksit krüsokollaks, vaiguks, mis on võimeline kulda ja hõbedat “liimima”. Lemery (1698) nimetab booraksit ka "kullaliimiks" (Auricolla, Chrisocolla, Gluten auri). Mõnikord tähendas booraks midagi sellist nagu "kuldvaljad" (capistrum auri). Aleksandria, hellenistliku ja bütsantsi keemiakirjanduses tähendasid boora ja borakhon, aga ka araabia keeles (bauraq) üldiselt leelist, näiteks bauraq arman (armeenia borak) või sooda, hiljem hakati nimetama booraksit.

1702. aastal sai Homberg booraksi kaltsineerimisel raudsulfaadiga “soola” (boorhape), mis sai tuntuks kui “Hombergi rahustav sool” (Sal sedativum Hombergii); seda soola kasutatakse laialdaselt meditsiinis. 1747. aastal sünteesis Baron booraksi "rahustavast soolast" ja natroonist (soodast). Booraksi ja “soola” koostis jäi aga kuni 19. sajandi alguseni teadmata. 1787. aasta keemiline nomenklatuur sisaldab nimetust horacique acid (boorhape). Lavoisier oma "Lihtsate kehade tabelis" viitab radikaalsele boorakile. 1808. aastal õnnestus Gay-Lussacil ja Thénardil eraldada booranhüdriidist vaba boor, kuumutades viimast vasktorus kaaliummetalliga; nad tegid ettepaneku nimetada element boor (Bora) või boor (Bore). Davy, kes kordas Gay-Lussaci ja Thénardi katseid, sai ka tasuta boori ja pani sellele nimeks boratsium. Hiljem lühendasid britid seda nimetust Booriks. Vene kirjanduses leidub sõna booraks 17.–18. sajandi retseptikogudes. 19. sajandi alguses. Vene keemikud nimetasid boorbooraksit (Zahharov, 1810), burooni (Strakhov, 1825), boorhappe alust, buratsiini (Severgin, 1815), booriat (Dvigubsky, 1824). Giese raamatu boron burium (1813) tõlkija. Lisaks on nimed nagu puur, äke, buroniit jne.
Süsinik, Carboneum, C (6)

Süsinik (inglise Carbon, French Carbone, saksa Kohlenstoff) on söe, tahma ja tahma kujul olnud inimkonnale teada juba ammusest ajast; umbes 100 tuhat aastat tagasi, kui meie esivanemad tuld valdasid, tegelesid nad iga päev söe ja tahmaga. Tõenäoliselt said inimesed väga varakult tuttavaks süsiniku - teemandi ja grafiidi, aga ka fossiilse kivisöe allotroopsete modifikatsioonidega. Pole üllatav, et süsinikku sisaldavate ainete põletamine oli üks esimesi keemilisi protsesse, mis inimest huvitas. Kuna põlev aine kadus põlemisel, peeti põlemist aine lagunemise protsessiks ja seetõttu ei peetud kivisütt (või süsinikku) elemendiks. Element oli tuli – põlemisega kaasnev nähtus; Vanades elementide õpetustes esineb tuli tavaliselt ühe elemendina. XVII - XVIII sajandi vahetusel. Tekkis flogistoni teooria, mille esitasid Becher ja Stahl. See teooria tunnistas igas põlevas kehas spetsiaalse elementaarse aine - kaalutu vedeliku - flogistoni olemasolu, mis põlemisprotsessi käigus aurustub. Kuna suures koguses kivisütt põletades jääb järele vaid veidi tuhka, uskus flogistika, et kivisüsi on peaaegu puhas flogiston. See selgitas eelkõige kivisöe „flogiseerivat” toimet – selle võimet taastada metalle „lubjadest” ja maakidest. Hilisemad flogistikud – Reaumur, Bergman jt – hakkasid juba mõistma, et kivisüsi on elementaarne aine. "Puhast kivisütt" tunnistas aga esmakordselt Lavoisier, kes uuris söe ja muude ainete põlemisprotsessi õhus ja hapnikus. Guiton de Morveau, Lavoisier', Berthollet' ja Fourcroix' raamatus "Keemilise nomenklatuuri meetod" (1787) esines prantsuskeelse "pure coal" (charbone pur) asemel nimetus "süsinik" (carbone). Sama nime all on süsinik Lavoisier' keemia algõpiku "Lihtkehade tabelis". 1791. aastal sai inglise keemik Tennant esimesena vaba süsiniku; ta lasi fosfori auru üle kaltsineeritud kriidi, mille tulemusena tekkis kaltsiumfosfaat ja süsinik. Ammu on teada, et teemant põleb tugeval kuumutamisel jääki jätmata. Aastal 1751 nõustus Prantsuse kuningas Francis I andma põlemiskatseteks teemanti ja rubiini, misjärel muutusid need katsed isegi moes. Selgus, et ainult teemant põleb ja rubiin (alumiiniumoksiid kroomi lisandiga) talub pikaajalist kuumutamist süüteläätse fookuses ilma kahjustusteta. Lavoisier viis läbi uue katse teemantide põletamiseks suure süütemasinaga ja jõudis järeldusele, et teemant on kristalne süsinik. Süsiniku teist allotroopi - grafiiti - peeti alkeemilisel perioodil modifitseeritud plii läikeks ja seda nimetati plumbagoks; Alles 1740. aastal avastas Pott, et grafiidis pole plii lisandeid. Scheele uuris grafiiti (1779) ja flogistikuna pidas seda eriliseks väävlikehaks, spetsiaalseks mineraalseks kivisöeks, mis sisaldas seotud “õhuhapet” (CO2) ja suures koguses flogistooni.

Kakskümmend aastat hiljem muutis Guiton de Morveau teemandi hoolika kuumutamisega grafiidiks ja seejärel süsihappeks.

Rahvusvaheline nimi Carboneum pärineb ladina keelest. carbo (kivisüsi). See sõna on väga iidse päritoluga. Seda võrreldakse cremare'iga - põletada; juur сar, cal, vene gar, gal, gol, sanskriti sta tähendab keetma, küpsetama. Sõna "carbo" seostatakse ka süsiniku nimetustega teistes Euroopa keeltes (süsinik, süsi jne). Saksa Kohlenstoff pärineb Kohle - kivisüsi (vanasaksa kolo, rootsi kylla - kütta). Vanavene ugorati ehk ugarati (põletama, kõrvetama) juureks on gar ehk mäed, võimaliku üleminekuga golile; kivisüsi vanas vene keeles yugal ehk sama päritolu kivisüsi. Sõna teemant (Diamante) tuleb vanakreeka keelest – hävimatu, järeleandmatu, kõva ja grafiit kreeka keelest – ma kirjutan.

19. sajandi alguses. vana sõna kivisüsi asendati vene keemiakirjanduses mõnikord sõnaga "karbonaat" (Scherer, 1807; Severgin, 1815); Alates 1824. aastast võttis Solovjov kasutusele nimetuse süsinik.

Lämmastik, lämmastik, N (7)

Lämmastikku (inglise Nitrogen, French Azote, saksa Stickstoff) avastasid peaaegu üheaegselt mitmed uurijad. Cavendish sai lämmastikku õhust (1772), lastes selle läbi kuuma kivisöe ja seejärel süsinikdioksiidi neelamiseks läbi leeliselahuse. Cavendish ei andnud uuele gaasile erilist nime, nimetades seda mefiitõhuks (Air mephitic ladinakeelsest sõnast mephitis – maa lämmatav ehk kahjulik aurumine). Priestley avastas peagi, et kui küünal põleb pikka aega õhus või on loom (hiir), muutub selline õhk hingamiseks kõlbmatuks. Ametlikult omistatakse lämmastiku avastamine tavaliselt Blacki õpilasele Rutherfordile, kes 1772. aastal avaldas (meditsiinidoktori kraadi saamiseks) väitekirja "Fikseeritud õhust, mida muidu nimetatakse lämmatavaks", kus mõned lämmastiku keemilised omadused kirjeldati esmakordselt. Nendel samadel aastatel sai Scheele atmosfääriõhust lämmastikku samamoodi nagu Cavendish. Ta nimetas uut gaasi "rikutud õhuks" (Verdorbene Luft). Kuna flogistikakeemikud pidasid õhu läbilaskmist kuuma kivisöe flogistiseerimiseks, nimetas Priestley (1775) lämmastikuga flogistitud õhuks. Cavendish rääkis varem ka oma kogemuses õhu flogiseerimisest. Lavoisier aastatel 1776-1777 uuris üksikasjalikult atmosfääriõhu koostist ja leidis, et 4/5 selle mahust koosneb lämmatavast gaasist (Air mofette - atmosfääri mofette või lihtsalt Mofett). Lämmastiku nimetusi - flogiseerunud õhk, mefiline õhk, atmosfääri mofett, rikutud õhk ja mõned teised - kasutati enne uue keemilise nomenklatuuri tunnustamist Euroopa riikides, see tähendab enne kuulsa raamatu "Keemilise nomenklatuuri meetod" ilmumist. ” (1787).

Selle raamatu koostajad - Pariisi Teaduste Akadeemia nomenklatuurikomisjoni liikmed - Guiton de Morveau, Lavoisier, Berthollet ja Fourcroix - võtsid lihtsate ainete jaoks vastu vaid mõned uued nimed, eriti nimed "hapnik" ja "vesinik". pakkus välja Lavoisier. Lämmastikule uue nimetuse valimisel sattus hapnikuteooria põhimõtetele tuginev komisjon raskustesse. Nagu teada, tegi Lavoisier ettepaneku anda ainetele lihtsad nimetused, mis kajastaksid nende põhilisi keemilisi omadusi. Sellest lähtuvalt tuleks sellele lämmastikule anda nimetus "nitraatradikaal" või "nitraadiradikaal". Sellised nimed, kirjutab Lavoisier oma raamatus "Elementaarse keemia põhimõtted" (1789), põhinevad vanadel terminitel salpeetrit või salpeetrit, mis on levinud kunstis, keemias ja ühiskonnas. Need oleksid täitsa sobivad, aga on teada, et lämmastik on ka lenduva leelise (ammoniaagi) aluseks, nagu Berthollet oli hiljuti avastanud. Seetõttu ei kajasta nimetus radikaal ehk nitraathappe alus lämmastiku põhilisi keemilisi omadusi. Kas poleks parem peatuda sõnal lämmastik, mis nomenklatuurikomisjoni liikmete hinnangul peegeldab elemendi peamist omadust – selle kõlbmatust hingamiseks ja eluks? Keemilise nomenklatuuri autorid tegid ettepaneku tuletada sõna lämmastik kreeka negatiivsest eesliitest "a" ja sõnast elu. Seega peegeldas nimetus lämmastik nende arvates selle elutust ehk elutust.

Sõna lämmastik ei tulnud aga välja Lavoisier ega tema kolleegid komisjonis. Seda on tuntud juba iidsetest aegadest ning keskaja filosoofid ja alkeemikud kasutasid seda "metallide esmase aine (aluse)" tähistamiseks, filosoofide niinimetatud elavhõbedaks või alkeemikute topeltelavhõbedaks. Sõna lämmastik jõudis kirjandusse, arvatavasti keskaja esimestel sajanditel, nagu paljud teisedki müstilise tähendusega krüpteeritud nimed. Seda leidub paljude alkeemikute töödes, alustades Baconist (XIII sajand) - Paracelsuses, Libavius, Valentinus ja teised juhib Libavius ​​isegi tähelepanu sellele, et sõna lämmastik (asoth) pärineb iidsest hispaania-araabia sõnast azoque (. asokk või asok), mis tähendab elavhõbedat. Kuid on tõenäolisem, et need sõnad ilmusid tüvisõna lämmastik (asot või asoth) kirjutiste moonutuste tulemusena. Nüüd on sõna lämmastik päritolu täpsemalt kindlaks tehtud. Muistsed filosoofid ja alkeemikud pidasid "metallide põhiainet" kõige olemasoleva alfaks ja oomegaks. See väljend on omakorda laenatud Apokalüpsisest, Piibli viimasest raamatust: "Ma olen alfa ja oomega, algus ja lõpp, esimene ja viimane." Iidsetel aegadel ja keskajal pidasid kristlikud filosoofid oma traktaatide kirjutamisel õigeks kasutada ainult kolme keelt, mida peeti "pühaks" - ladina, kreeka ja heebrea (kiri ristil Kristuse ristilöömise ajal, evangeeliumi loo järgi tehti nendes kolmes keeles). Sõna lämmastik moodustamiseks võeti nende kolme keele tähestiku algus- ja lõpptähed (a, alfa, aleph ja zet, omega, tov - AAAZOT).

1787. aasta uue keemilise nomenklatuuri koostajad ja eelkõige selle loomise algataja Guiton de Morveau teadsid sõna lämmastik olemasolust juba ammustest aegadest hästi. Morvo märkis "Methodical Encyclopedia" (1786) selle termini alkeemilise tähenduse. Pärast Keemilise nomenklatuuri meetodi avaldamist kritiseerisid hapnikuteooria – flogistika – vastased uut nomenklatuuri teravalt. Eriti, nagu Lavoisier ise oma keemiaõpikus märgib, kritiseeriti „iidsete nimede” kasutuselevõttu. Eelkõige tõi hapnikuteooria vastaste tugipunkti ajakirja Observations sur la Physique väljaandja La Mettrie välja, et alkeemikud kasutasid sõna lämmastik teises tähenduses.

Sellele vaatamata võeti uus nimi Prantsusmaal ja ka Venemaal kasutusele, asendades varem aktsepteeritud nimetused “phlogisticated gas”, “moffette”, “moffette base” jne.

Ausaid kommentaare tekitas ka kreeka keelest pärit sõnamoodustus lämmastik. D. N. Prjanišnikov märkis oma raamatus "Lämmastik taimede elus ja NSV Liidu põllumajanduses" (1945) täiesti õigesti, et kreeka keelest sõnamoodustus "äratab kahtlusi". Ilmselgelt olid need kahtlused ka Lavoisieri kaasaegsetel. Lavoisier ise kasutab oma keemiaõpikus (1789) sõna lämmastik koos nimetusega "radikaalne nitriik".

Huvitav on märkida, et hilisemad autorid, püüdes ilmselt kuidagi õigustada nomenklatuurikomisjoni liikmete tehtud ebatäpsust, tuletasid sõna lämmastik kreeka keelest - elu andev, elu andev, luues tehissõna "azotikos", mis kreeka keeles puudub (Diergart, Remy jt). Seda sõna lämmastik moodustamise viisi saab aga vaevalt õigeks pidada, kuna nime lämmastik tuletissõna oleks pidanud kõlama “asotikon”.

Nimetuse lämmastiku ebapiisavus oli ilmne paljudele Lavoisier’ kaasaegsetele, kes tundsid tema hapnikuteooriale täielikult kaasa. Nii tegi Chaptal oma keemiaõpikus “Elements of Chemistry” (1790) ettepaneku asendada sõna lämmastik sõnaga lämmastik (lämmastik) ja nimetas gaasiks vastavalt oma aja vaadetele (iga gaasimolekule kujutati ümbritsevana. kalorsuse atmosfääriga), "lämmastikgaas" (gaaslämmastik). Chaptal põhjendas oma ettepanekut üksikasjalikult. Üheks argumendiks oli viide, et elutu tähendusega nimetust võiks suurema õigustusega anda ka teistele lihtsatele kehadele (millel on näiteks tugevad mürgised omadused). Inglismaal ja Ameerikas kasutusele võetud nimetus lämmastik sai hiljem aluseks elemendi rahvusvahelisele nimele (Nitrogenium) ja lämmastiku sümboliks - N. Prantsusmaal 19. sajandi alguses. Sümboli N asemel kasutati sümbolit Az. Aastal 1800 pakkus üks keemilise nomenklatuuri kaasautoritest Fourcroy välja teise nime - alkaligeen, tuginedes asjaolule, et lämmastik on lenduva leelise (Alcali volatil) - ammoniaagi "alus". Kuid keemikud seda nime ei aktsepteerinud. Nimetagem lõpetuseks nimetust lämmastik, mida kasutasid 18. sajandi lõpul flogistikakeemikud ja eriti Priestley. - septon (Septon prantsuse keelest Septique - putrefactive). Selle nime pakkus ilmselt välja Mitchell, Blacki õpilane, kes töötas hiljem Ameerikas. Davy lükkas selle nime tagasi. Saksamaal alates 18. sajandi lõpust. ja tänapäevani nimetatakse lämmastikku Stickstoffiks, mis tähendab "lämmatavat ainet".

Mis puutub lämmastiku vanadesse venekeelsetesse nimetustesse, mis esinesid 18. sajandi lõpu - 19. sajandi alguse erinevates teostes, siis need on järgmised: lämmatav gaas, ebapuhas gaas; mofetic air (kõik need on tõlked prantsuskeelsest nimest Gas mofette), lämmatav aine (tõlge saksa keelest Stickstoff), phlogisticated õhk, kustunud, tuleohtlik õhk (flogistlikud nimetused on Priestley pakutud termini tõlge - Plogisticated air). Kasutati ka nimesid; rikutud õhk (tõlge Scheele terminist Verdorbene Luft), salpeeter, soolagaas, lämmastik (Chaptali pakutud nime tõlge – lämmastik), leelis, leelis (Fourcroy terminid tõlgiti vene keelde 1799. ja 1812. aastal), septon, putrefaktiivne aine (Septon) ) jne Nende arvukate nimetuste kõrval kasutati ka sõnu lämmastik ja lämmastikgaas, eriti 19. sajandi algusest.

V. Severgin oma “Välismaa keemiaraamatute mugavaima mõistmise juhendis” (1815) selgitab sõna lämmastik järgmiselt: “Azoticum, Azotum, Azotozum - lämmastik, lämmatav aine”; "Asoot – lämmastik, soolpeter"; "nitraatgaas, lämmastikgaas." Sõna lämmastik jõudis lõpuks vene keemianomenklatuuri ja tõrjus välja kõik muud nimetused pärast G. Hessi teose "Puhta keemia alused" (1831) avaldamist.
Lämmastikku sisaldavate ühendite tuletisnimetused moodustatakse vene ja teistes keeltes kas sõnast lämmastik (lämmastikhape, asoühendid jne) või rahvusvahelisest nimetusest nitrogenium (nitraadid, nitroühendid jne). Viimane termin pärineb iidsetest nimetustest nitr, nitrum, nitron, mis tavaliselt tähendasid salpeetrit, mõnikord looduslikku soodat. Rulandi sõnaraamat (1612) ütleb: "Nitrum, boor (baurach), salpeter (Sal petrosum), nitrum, sakslastel - Salpeter, Bergsalz - sama mis Sal petrae."

Oxygen, Oxygenium, O (8)

Hapniku (inglise Oxygen, French Oxygene, saksa Sauerstoff) avastamine tähistas keemia arengu uusaja algust. Juba iidsetest aegadest on teada, et põlemiseks on vaja õhku, kuid paljudeks sajanditeks jäi põlemisprotsess ebaselgeks. Alles 17. sajandil. Mayow ja Boyle väljendasid iseseisvalt ideed, et õhk sisaldab mingit ainet, mis toetab põlemist, kuid seda täiesti ratsionaalset hüpoteesi sel ajal ei välja töötatud, kuna idee põlemisest kui protsessist, mis ühendab põleva keha teatud komponendiga. õhk tundus tol ajal, mis on vastuolus sellise ilmse tõsiasjaga nagu asjaolu, et põlemisel toimub põleva keha lagunemine elementaarseteks komponentideks. Just sellel alusel 17. sajandi vahetusel. Tekkis flogistoni teooria, mille lõid Becher ja Stahl. Keemilis-analüütilise perioodi tulekuga keemia arengusse (18. sajandi teine ​​pool) ja "pneumaatilise keemia" - keemilis-analüütilise suuna ühe peamise haru - tekkega - põlemine, aga ka hingamine. , äratas taas teadlaste tähelepanu. Erinevate gaaside avastamine ja nende olulise rolli kindlakstegemine keemilistes protsessides oli üks peamisi stiimuleid Lavoisier' poolt läbiviidud põlemisprotsesside süstemaatilistele uuringutele. Hapnik avastati 18. sajandi 70. aastate alguses. Esimese teate selle avastuse kohta esitas Priestley Inglismaa Kuningliku Seltsi koosolekul 1775. aastal. Priestley, kuumutades suure põleva klaasiga punast elavhõbedaoksiidi, sai gaasi, milles küünal põles eredamalt kui tavalises õhus. ja hõõguv kild lahvatas. Priestley määras kindlaks mõned uue gaasi omadused ja nimetas seda daflogisteeritud õhuks. Kaks aastat varem sai Priestley (1772) Scheele aga hapnikku ka elavhõbeoksiidi lagundamisel ja muudel meetoditel. Scheele nimetas seda gaasi tulekahju õhuks (Feuerluft). Scheele sai oma leiust teada anda alles 1777. aastal. Vahepeal, 1775. aastal, rääkis Lavoisier Pariisi Teaduste Akadeemias sõnumiga, et tal on õnnestunud saada "meid ümbritseva õhu puhtaim osa" ja kirjeldas selle omadusi. see osa õhust. Algul nimetas Lavoisier seda "õhku" empyre'iks, elutähtsaks (Air empireal, Air vital), elulise õhu aluseks (Base de l'air vital). Prioriteedi kohta oli ta eriti visa püüdlema enda kui avastaja tunnustuse poole. Priestley: Sisuliselt pole need vaidlused veel lõppenud. Hapniku omaduste ning selle rolli kohta põlemis- ja oksiidide moodustumise protsessides üksikasjalik uurimine viis Lavoisier'i vale järelduseni, et see gaas on hapet moodustav põhimõte. 1779. aastal võttis Lavoisier selle järelduse kohaselt kasutusele hapniku uue nimetuse - hapet moodustav põhimõte (principe acidifiant ou principe oxygine). Lavoisier tuletas sõna oxygine, mis esineb selles keerulises nimes, kreeka keelest. - hape ja "ma tootan".
Fluor, Fluorum, F (9)

Fluor (inglise Fluorine, French ja German Fluor) saadi vabas olekus 1886. aastal, kuid selle ühendid on tuntud juba pikka aega ning neid kasutati laialdaselt metallurgias ja klaasitootmises. Fluoriidi (CaF2) esmamainimine fluoriidi (Fliisspat) nime all pärineb 16. sajandist. Ühes legendaarsele Vassili Valentinile omistatud teostest mainitakse erinevates värvides maalitud kive - flux (ladina keelest fluere - Fliisse - voolama, valama), mida kasutati räbustitena metallide sulatamisel. Agricola ja Libavius ​​kirjutavad sellest. Viimane toob selle räbusti jaoks kasutusele erinimetused - fluorspar (Flusspat) ja mineraalfluorid. Paljud 17. ja 18. sajandi keemia- ja tehnikatööde autorid. kirjeldada erinevaid fluoriidi liike. Venemaal nimetati neid kive fin, spalt, spat; Lomonossov liigitas need kivid seleniitideks ja nimetas neid spardiks või fluxiks (kristallivoog). Vene käsitöölised, aga ka mineraalikollektsioonide kollektsionäärid (näiteks 18. sajandil vürst P. F. Golitsyn) teadsid, et teatud tüüpi sparv kuumutamisel (näiteks kuumas vees) helendab pimedas. Leibniz aga mainib oma fosfori ajaloos (1710) sellega seoses termofosforit (Thermophosphorus).

Ilmselt tutvusid keemikud ja käsitöölised fluoriidhappega hiljemalt 17. sajandil. 1670. aastal kasutas Nürnbergi käsitööline Schwanhard klaaspokaalidele mustrite söövitamiseks väävelhappega segatud fluori. Kuid tol ajal oli fluoriidi ja vesinikfluoriidhappe olemus täiesti tundmatu. Näiteks arvati, et ränihappel on Schwanhardi protsessis peitsiv toime. Selle eksliku arvamuse kõrvaldas Scheele, kes tõestas, et fluoriidi reageerimisel väävelhappega tekib klaasiretordi korrosiooni tulemusena tekkinud vesinikfluoriidhape ränihape. Lisaks tegi Scheele kindlaks (1771), et fluoriis on segu lubjarikkast mullast spetsiaalse happega, mida kutsuti "Rootsi happeks". Lavoisier tundis vesinikfluoriidhappe radikaali lihtsa kehana ja lisas selle oma lihtsate kehade tabelisse. Enam-vähem puhtal kujul saadi vesinikfluoriidhapet 1809. aastal Gay-Lussac ja Thénard, destilleerides fluoriidi väävelhappega plii- või hõberetordis. Selle operatsiooni käigus said mõlemad uurijad mürgituse. Vesinikfluoriidhappe tõelise olemuse tegi 1810. aastal kindlaks Ampere. Ta lükkas ümber Lavoisier' arvamuse, et vesinikfluoriidhape peaks sisaldama hapnikku, ja tõestas selle happe analoogiat vesinikkloriidhappega. Ampere teatas oma leidudest Davyle, kes oli hiljuti kindlaks teinud kloori elementaarse olemuse. Davy nõustus täielikult Ampere'i argumentidega ja nägi palju vaeva vaba fluori saamiseks vesinikfluoriidhappe elektrolüüsi ja muudel viisidel. Võttes arvesse vesinikfluoriidhappe tugevat söövitavat toimet klaasile, aga ka taime- ja loomakudedele, tegi Ampere ettepaneku nimetada selles sisalduvat elementi fluoriks (kreeka keeles - hävitamine, surm, katk, katk jne). Davy seda nime aga ei aktsepteerinud ja pakkus välja teise – Fluorine, analoogselt kloori tolleaegse nimetusega – Chlorine, mõlemad nimetused on inglise keeles siiani kasutusel. Ampere antud nimi on säilinud vene keeles.

Arvukad katsed eraldada vaba fluori 19. sajandil. ei viinud edukate tulemusteni. Alles 1886. aastal suutis Moissan seda teha ja saada vaba fluori kollakasrohelise gaasi kujul. Kuna fluor on ebatavaliselt agressiivne gaas, pidi Moissan ületama palju raskusi, enne kui ta leidis fluoriga katsetes seadmetele sobiva materjali. Vesinikfluoriidhappe elektrolüüsiks miinus 55oC juures (jahutatud vedela metüülkloriidiga) mõeldud U-toru valmistati plaatinast koos fluoriitküünlatega. Pärast vaba fluori keemiliste ja füüsikaliste omaduste uurimist leidis see laialdast rakendust. Nüüd on fluor üks olulisemaid komponente paljude fluororgaaniliste ainete sünteesil. 19. sajandi alguse vene kirjanduses. fluori nimetati erinevalt: vesinikfluoriidhappe alus, fluor (Dvigubsky, 1824), fluorilisus (Iovsky), fluor (Shcheglov, 1830), fluor, fluor, fluoriid. Hess võttis fluori nime kasutusele 1831. aastal.
Neoon, neoon, ne (10)

Selle elemendi avastasid Ramsay ja Travers 1898. aastal, paar päeva pärast krüptooni avastamist. Teadlased võtsid proovid esimestest vedela argooni aurustumisel tekkivatest gaasimullidest ja avastasid, et selle gaasi spekter näitab uue elemendi olemasolu. Ramsay räägib selle elemendi nimevalikust:

"Kui me esimest korda selle spektrit vaatasime, oli seal mu 12-aastane poeg.
"Isa," ütles ta, "mis on selle ilusa gaasi nimi?"
"See pole veel otsustatud," vastasin.
- Ta on uus? - uudistas poeg.
"Äsja avastatud," vaidlesin vastu.
- Miks mitte kutsuda teda Novumiks, isa?
"See ei kehti, sest novum ei ole kreeka sõna," vastasin. - Me nimetame seda neooniks, mis tähendab kreeka keeles uut.
Nii sai gaas oma nime."
Autor: Figurovsky N.A.
Keemia ja keemikud nr 1 2012

Jätkub...

Sellel on palli kuju, kuid me kujutasime seda ette ketta või isegi ujuva ristküliku kujul, tuli, õhk, maa ja vesi loeti neljaks universumi põhielemendid. Kes lõpetas vee nimetamise elemendiks? Kes ta sellest kõrgest tiitlist ilma jättis? ? Mitmed vaprad keemikud, kes töötasid üksteisest sõltumatult, tegid selle avastuse peaaegu üheaegselt.

Hapniku ja vesiniku avastajad

Kuna keemikud tõrjusid alkeemikud ja sõjamehed replikest eemale, suurenes elementide perekond koheselt. Kui sada aastat tagasi oli sellel vaid 60 liiget, siis nüüd, kui arvestada kunstlikult saadud elemente, on neid sadakond. Nende nimed, keemilise märgi, aatommassi ja aatomnumbri leiame igast keemiatabelist. Sellest kadusid ainult “esivanemate” nimed. Hapniku ja vesiniku avastajad peetakse:

1. prantsuse keemik Antoine Laurent Lavoisier. Ta oli salpetri- ja püssirohuvabriku juhataja ning hiljem, pärast Prantsuse kodanliku revolutsiooni võitu, riigikassa volinik, üks mõjukamaid inimesi Prantsusmaal.
2. inglise keemik Henry Cavendish, pärit vanast hertsogiperest, kes annetas olulise osa oma varandusest teadusele.
3. Cavendishi kaasmaalane Joseph Priestley. Ta oli preester. Prantsuse revolutsiooni tulihingelise toetajana saadeti Priestley Inglismaalt välja ja põgenes Ameerikasse.
4. Kuulus Rootsi keemik Karl Wilhelm Scheele, apteeker.

Need on nende nimed. Mida nad tegid?

Hapnik - vees ja õhus

Lavoisier, Priestley ja Scheele viisid läbi mitmeid katseid. Esiteks nemad avastas vees ja õhus hapniku. Keemias on see lühend "O". Kui me ütlesime:

Ilma veeta pole elu

seda pole veel öeldud, kellele õigupoolest vesi oma eluandva jõu võlgneb. Nüüd saame sellele küsimusele vastata. Vee eluandev jõud koosneb hapnikust. Hapnik on Maad ümbritseva õhuümbrise kõige olulisem element. Ilma hapnikuta kustub elu nagu klaaspurgi alla pandud küünla leek. Isegi suurim tulekahju vaibub, kui põlevad esemed kaetakse liivaga, katkestades hapniku juurdepääsu.
Kas saate nüüd aru, miks ahjus tuli nii halvasti põleb, kui vaade on suletud? Sama põlemisprotsess toimub ka meie kehas ainevahetuse käigus. Aurumasin töötab söe põletamisel tekkiva soojusenergia abil. Samamoodi kasutab meie keha tarbitavate toitainete energiat. Õhk, mida me sisse hingame, on vajalik selleks, et “pliit” – meie keha – hästi põleks, sest meie kehal peab olema teatud temperatuur. Väljahingamisel eraldame vett auru ja põlemisproduktide kujul.
Lavoisier uuris neid protsesse ja avastas selle põlemine on erinevate ainete kiire ühinemine õhus oleva hapnikuga. See tekitab soojust. Kuid Lavoisier polnud sellega rahul avastas hapnikku. Ta tahtis teada, milliste ainetega hapnik ühineb.

Vesiniku avastamine

Peaaegu samaaegselt Cavendishiga, kes samuti lagundas vee selle koostisosadeks, Lavoisier avastas vesiniku. Seda elementi nimetatakse "Hydrogenium", mis tähendab: vesinikku tähistatakse tähega "H". Uurime veel kord, kas vesinik on tõesti sees vee koostis. Täitke katseklaas jääga ja soojendage seda alkohollambi leegi kohal. (Alkohol, nagu iga alkohol, on vesinikurikas.) Mida me siis näeme? Katseklaasi väliskülg kaetakse kastega. Või hoia puhast nuga küünlaleegi kohal. Nuga kattub ka veepiiskadega. Kust vesi tuleb? Vesi tekib tulest. See tähendab, et tuli on vee allikas! See ei ole uus avastus, kuid see on siiski rabav. Keemikud ütleksid nii: vesiniku põlemisel, teisisõnu, Vesiniku ühinemisel hapnikuga moodustub veeaur. Seetõttu kaetakse katseklaas ja nuga veepiiskadega. See juhtus vee koostise avastamine. Niisiis, vesinik, mis on 16 korda kergem kui hapnik ja 14 korda kergem kui õhk, põleb! Samal ajal toodab see suurel hulgal soojust. Varem olid õhupallid täidetud vesinikuga. See oli väga ohtlik. Nüüd kasutatakse vesiniku asemel heeliumi. Teisele küsimusele saate vastata:

Miks vesi ei põle?

See küsimus tundub nii lihtne, et me isegi ei küsinud seda alguses. Enamik ütleb:

Vesi on märg, sellepärast ei põle.

Vale. Bensiin on ka "märg", kuid parem ärge proovige teada saada, kas see põleb! Vesi ei põle, sest see ise tekkis põlemise tulemusena. Võib öelda, et see on vesiniku "vedel tuhk". Seetõttu kustutab vesi tuld mitte halvemini kui liiv.

on gaas, mille tähtsus elu olemasolul planeedil sai alguse miljardeid aastaid tagasi. Kaasaegsete oletuste kohaselt tekkis vesinik (H2) umbes 14 miljardit aastat tagasi. See on värvitu ja lõhnatu ning on perioodilisuse tabeli kergeim element, mille aatommass on 1,00794. Vesinikul on kuusnurkne kristalne struktuur ja 0 °C juures on selle tihedus 0,09099 g/l.

Seda võib pidada "aristokraatlikuks" gaasiks, kuna selle avastas 1766. aastal õilsa päritoluga Briti filosoof, füüsik ja keemik Henry Cavendish ning see sai oma nime 1783. aastal tänu prantsuse füüsikule, samuti õilsa päritoluga Antoine'ile. Lavoisier. Lord Cavendish eelistas nimetada oma avastust põlevaks õhuks. Fantastiliselt jõukas Lord Cavedish oli nii häbelik ja reserveeritud, et ühe tema valduste sissepääsu juurde paigaldati isegi eraldi trepp, kuna ta ei saanud suhelda teenijatega, eriti naissoost, kellega ta oli eriti häbelik ja suhtles ainult märkmete abi. Kaasaegsete eelduste kohaselt kannatas Henry Cavendish Aspergeri sündroomi all.

Mis puutub Antoine Lavoisier'sse, siis tema lõpp oli kurb: pärast kõiki tema olulisi teaduslikke töid võtsid Prantsuse talupojad Prantsuse revolutsiooni ajal giljotiini kasutades tema pea maha. Mõni nädal pärast intsidenti tunnistasid nad oma viga ja vabandasid Antoine Lavoisier’ perekonna ees ning püstitasid hiljem tema auks isegi ausamba. Kuid rahapuudusel kinnitati Lavoisier' kuju külge teise härrasmehe pea. See tundub üsna irooniline, kas pole?

Kohanemisvõime on lihtsalt hämmastav. Vesinik on võimeline tootma elektrit, mistõttu kasutatakse seda kütuseelementides ja puhtaima võimalusena sisepõlemismootorites.

Vesinik tekkis Suure Paugu tulemusena ja sellest ajast alates on see olnud aktiivne paljudes piirkondades Maal. Viimase kolme ja poole miljardi aasta jooksul on see aktiivselt osalenud vee tootmises, samuti rakulise elu sünnis ja säilitamises.

Tänapäeval on vesinik (H2) meditsiinilistes uuringutes suure tähelepanu all. Sajad teaduslikud uuringud on tõestanud vesinikuga rikastatud vee terapeutilist potentsiaali enam kui 140 haigusmudeli puhul.

Siin on kiire ülevaade vesiniku ja vesiniku vee terapeutilistest eelistest:

1. Vähendab rakkude pindpinevust, võimaldades neil paremini toitaineid omastada.
2. See on väikseim, millel on kõrge biosaadavus.
3. Vesinik kõrvaldab ainult kõige hävitavamad, muutes need ohutuks veeks ilma mürgiste jäätmeteta.
4. tugevdab antioksüdantide, nagu glutatioon ja superoksiiddismutaas, toimet.
5. aitab tagada rakkude õige hüdratatsiooni.
6. Vesinikvesi aitab vähendada piimhapet ja seega leevendab lihasvalu füüsilise treeningu ajal ja pärast seda.
7. soodustab ATP tootmist mitokondrites.
8. Vesinikvesi suurendab mitokondriaalset funktsiooni ajus, parandades seeläbi ajutegevust. Säilitab ka suhkru ja kolesterooli tasakaalu.
9. Vesinikvesi on põletikuvastase toimega ja kaitseb kiirguse kahjulike mõjude eest. Seetõttu kasutamine

Tänase väljaande eesmärk on pakkuda ettevalmistamata lugejale igakülgset teavet selle kohta mis on vesinik, millised on selle füüsikalised ja keemilised omadused, kasutusala, tähtsus ja tootmismeetodid.

Vesinik esineb valdavas enamuses orgaanilisest ainest ja rakkudest, milles see moodustab peaaegu kaks kolmandikku aatomitest.

Foto 1. Vesinikku peetakse üheks kõige levinumaks elemendiks looduses

Mendelejevi elementide perioodilises tabelis on vesinik auväärsel esimesel positsioonil, mille aatomkaal on võrdne ühega.

Nimi "vesinik" (ladina keeles - Vesinik) pärineb kahest vanakreeka sõnast: ὕδωρ – “” ja γεννάω – “sünnitan” (sõna-sõnalt “sünnitan”) ning selle pakkus esmakordselt välja 1824. aastal vene keemik Mihhail Solovjov.

Vesinik on üks vett moodustavatest elementidest (koos hapnikuga) (vee keemiline valem on H 2 O).

Füüsikaliste omaduste järgi iseloomustatakse vesinikku värvitu gaasina (õhust kergem). Segatuna hapniku või õhuga on see äärmiselt tuleohtlik.

See on võimeline lahustuma mõnes metallis (titaan, raud, plaatina, pallaadium, nikkel) ja etanoolis, kuid lahustub väga halvasti hõbedas.

Vesiniku molekul koosneb kahest aatomist ja on tähistatud H2. Vesinikul on mitu isotoopi: protium (H), deuteerium (D) ja triitium (T).

Vesiniku avastamise ajalugu

Veel 16. sajandi esimesel poolel, tehes alkeemilisi katseid, segades metalle hapetega, märkas Paracelsus seni tundmatut tuleohtlikku gaasi, mida ta ei suutnud õhust eraldada.

Peaaegu poolteist sajandit hiljem - 17. sajandi lõpus - suutis prantsuse teadlane Lemery eraldada vesiniku (veel teadmata, et see on vesinik) õhust ja tõestada selle süttivust.

Foto 2. Henry Cavendish – vesiniku avastaja

18. sajandi keskpaiga keemilised katsed võimaldasid Mihhail Lomonosovil tuvastada teatud keemiliste reaktsioonide tulemusena teatud gaasi eraldumise protsessi, mis aga ei ole flogiston.

Inglise keemik tegi tuleohtliku gaasi uurimisel tõelise läbimurde. Henry Cavendish, kellele omistatakse vesiniku avastamine (1766).

Cavendish nimetas seda gaasi "süttivaks õhuks". Ta viis läbi ka selle aine põlemisreaktsiooni, mille tulemusena tekkis vesi.

Aastal 1783 viisid Prantsuse keemikud Antoine Lavoisier' juhtimisel läbi vee sünteesi ja seejärel vee lagunemise koos "põleva õhu" vabanemisega.

Need uuringud tõestasid kindlalt vesiniku olemasolu vees. Lavoisier tegi ettepaneku nimetada uus gaas hüdrogeeniumiks (1801).

Vesiniku kasulikud omadused

Vesinik on õhust neliteist ja pool korda kergem.

Seda eristab ka teiste gaaside kõrgeim soojusjuhtivus (rohkem kui seitse korda õhu soojusjuhtivus).

Varem olid õhupallid ja õhulaevad täidetud vesinikuga. Pärast 1930. aastate keskel toimunud katastroofe, mis lõppesid õhulaevade plahvatustega, pidid disainerid otsima vesinikule asendust.

Nüüd kasutavad sellised lennukid heeliumi, mis on palju kallim kui vesinik, kuid mitte nii plahvatusohtlik.

Foto 3. Raketikütuse valmistamiseks kasutatakse vesinikku

Paljudes riikides on käimas uuringud kütusesäästlike vesinikupõhiste mootorite loomiseks sõidu- ja veoautodele.

Vesinikkütusel töötavad autod on palju keskkonnasõbralikumad kui nende bensiini- ja diiselmootoriga autod.

Normaaltingimustes (toatemperatuur ja loomulik rõhk) ei reageeri vesinik vastumeelselt.

Kui vesiniku ja hapniku segu kuumutatakse temperatuurini 600 °C, algab reaktsioon, mis lõpeb veemolekulide moodustumisega.

Sama reaktsiooni saab esile kutsuda elektrisädeme abil.

Vesinikuga seotud reaktsioonid lõppevad alles siis, kui reaktsioonis osalevad komponendid on täielikult ära kasutatud.

Vesiniku põlemise temperatuur ulatub 2500-2800 °C-ni.

Vesinikku kasutatakse erinevate nafta- ja naftatoodetel põhinevate kütuste puhastamiseks.

Eluslooduses ei asenda vesinikku miski, kuna seda leidub igas orgaanilises aines (ka õlis) ja kõigis valguühendites.

Ilma vesiniku osaluseta oleks see olnud võimatu.

Vesiniku agregeeritud olekud

Vesinik võib esineda kolmes peamises agregatsiooni olekus:

• gaasiline;
• vedelik;
• raske

Vesiniku normaalne olek on gaas. Alandades selle temperatuuri -252,8 °C-ni, muutub vesinik vedelaks ja pärast temperatuuriläve -262 °C muutub vesinik tahkeks.

Foto 4. Juba mitukümmend aastat on õhupallide täitmiseks kasutatud odava vesiniku asemel kallist heeliumi.

Teadlased viitavad sellele, et vesinik võib olla täiendavas (neljandas) agregatsiooni olekus - metalliline.

Selleks peate lihtsalt looma kahe ja poole miljoni atmosfääri suuruse rõhu.

Siiani on see kahjuks vaid teaduslik hüpotees, kuna kellelgi pole veel õnnestunud saada "metallilist vesinikku".

Vedel vesinik võib oma temperatuuri tõttu inimese nahaga kokku puutudes põhjustada tõsiseid külmakahjustusi.

Vesinik perioodilisustabelis

Keemiliste elementide jaotus perioodilisustabelis põhineb nende aatommassil, mis on arvutatud vesiniku aatommassi suhtes.

Foto 5. Perioodilises tabelis on vesinikule määratud lahter seerianumbriga 1

Paljude aastate jooksul ei suutnud keegi seda lähenemisviisi ümber lükata ega kinnitada.

Seoses 20. sajandi alguses ilmunud ja eriti kuulsate Niels Bohri postulaatide ilmumisega, mis selgitasid aatomi ehitust kvantmehaanika seisukohast, oli võimalik tõestada Mendelejevi hüpoteesi paikapidavust.

Tõsi on ka vastupidine: just Niels Bohri postulaatide vastavus perioodilisuse tabeli aluseks olevale perioodilisele seadusele sai kõige kaalukamaks argumendiks nende tõe tunnistamise kasuks.

Vesiniku osalemine termotuumareaktsioonis

Vesiniku isotoobid deuteerium ja triitium on uskumatult võimsa energia allikad, mis vabanevad termotuumareaktsiooni käigus.

Foto 6. Termotuumaplahvatus ilma vesinikuta oleks võimatu

See reaktsioon on võimalik temperatuuril mitte alla 1060 °C ja toimub väga kiiresti – mõne sekundi jooksul.

Päikesel toimuvad termotuumareaktsioonid aeglaselt.

Teadlaste ülesanne on mõista, miks see nii juhtub, et saadud teadmisi kasutada uute – praktiliselt ammendamatute – energiaallikate loomiseks.

Mis on vesinik (video):

>