16.1.4. Краткие исторические сведения

Открытие кислорода ознаменовало начало современного периода развития химии. С глубокой древности было известно, что для горения необходим воздух, однако многие века процесс горения оставался нерасшифрованным. Лишь в XVII веке была высказана мысль, что в воздухе содержится некоторая субстанция, которая поддерживает горение, но это вполне рациональная гипотеза не получила тогда развития, поскольку представление о горении, как о процессе соединения горящего тела с составной частью воздуха, казалось в то время противоречащим гипотезе, согласно которой при горении происходит разложение горящего тела на составные части. Именно на основе этой гипотезы на рубеже XVIII века возникла теория флогистона - при горении флогистон выделялся. Со второй половины XVIII пека горение и дыхание вновь привлекли к себе внимание ученых. Открытие различных газов и установление их роли в химических процессах явилось одним из главных стимулов для систематических исследований процессов горения веществ, предпринятых французским ученым А.Л. Лавуазье.

Кислород был открыт в начале семидесятых годов XVIII века. Первое сообщение было сделано в 1774 г. английским ученым Дж. Пристли, который, нагревая оксид ртути большим зажигательным стеклом, получил газ, в котором свеча горела более ярко, чем в обычном воздухе, а тлеющая лучина вспыхивала. Пристли определил некоторые свойства нового газа и назвал его «дефлогистированным воздухом». В 1772 г. шведский ученый К.В. Шееле тоже получал кислород разложением оксида ртути, нитратов калия, натрия и других веществ, но сообщение о своем открытии смог сделать лишь в 1777 г. Он назвал этот газ «огненным воздухом». В 1775 г. Лавуазье рассказал членам Парижской академии наук о выделении «наиболее чистой части воздуха, который нас окружает» и свойствах этой части воздуха. Вначале Лавуазье называл этот воздух «эмпирейным», «жизненным», «основанием жизненного воздуха». Почти одновременное открытие кислорода некоторыми учеными в разных странах вызвало споры о приоритете, которые не закончились до сих пор.

Подробное изучение свойств кислорода и его роли в процессах горения и образования оксидов привело Лавуазье к неправильному выводу о том, что этот газ представляет собой кислотообразующее начало. В 1779 г. Лавуазье в соответствии с этим выводом ввел для кислорода новое название - «кислотообразующий принцип». Входящее в это название слово oxyginе позже было заменено на охуgenе (от греческих слов «оксис» - «кислота» и «геннао» - «рождаю»). Название это (как и «кислород») неудачно по существу, но легло в основу латинского па-звания элемента.

Сера в самородном состоянии, а также в виде соединений известна с древних времен. С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился еще в доисторические времена. Издавна серу использовали при религиозных обрядах, в составе горючих смесей для военных целей, в том числе пороха.

Горючесть серы, легкость ее взаимодействия с металлами объясняет то, что ее считали «принципом горючести» и обязательной составной частью металлических руд. В период арабской алхимии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой сера считалась обязательной составной частью (отцом) всех металлов. В дальнейшем она стала одним из трех принципов алхимиков, а позднее «принцип горючести» явился основой теории флогистона. Элементарную природу серы установил Лавуазье в своих опытах по сжиганию серы.

Происхождение слова «sulfur» неясно. Полагают, что оно заимствовано от греков. Древнерусское название «сера» употребляется очень давно. Под ним подразумевались разные горючие и дурно пахнущие вещества, смолы, физиологические выделения. Видимо, это название происходит от санскритского «сира» - «светло-желтый». С ним связано слово «серый», т.е. неопределенного цвета, что, в частности, относится к смолам. Второе название серы - «жупел» («сера горючая») тоже содержит в себе понятие не только горючести, но и дурного запаха. Приставка «тио», часто используемая при обозначении соединений серы, происходит от греческого названия серы «тейон» - «небесный», «божественный»: сера издавна была символом горючести, огонь же считался достоянием богов, пока Прометей не принес его людям.

Селен был открыт в 1817 г. шведом И.Я. Берцелиусом в осадке, образовавшимся при получении серной кислоты путем сжигания серы. Неизвестное вещество было очень похоже по свойствам на теллур. Поэтому Берцелиус назвал новый элемент «селеном» от греческого «селене» - «Луна», поскольку теллур назван по имени «Теллус» - «Земля» (планета). Таким образом, название селена как бы подчеркивает, что этот элемент - спутник теллура, подобно тому как Луна - спутник Земли.

Ко второй половине XVIII века в Трансильвании была найдена первая золотосодержащая руда. В 1782 г. венгерский горный инспектор Ф.И. Мюллер (впоследствии барон фон Рейхенштейн) исследовал эту руду и выделил из нес, как он полагал, новый металл. Чтобы удостовериться в своем открытии, Мюллер направил пробу «металла» шведскому химику-аналитику Бергману, который установил, что новое вещество отличается по химическим свойствам от сурьмы. Смерть Бергмана прервала исследования; они возобновились лишь через 16 лет. В 1786 г. в Пеште профессор университета Китаибель выделил из минерала верлита, содержащего теллуриды серебра, железа и висмута, какой-то металл, который он счел до тех пор неизвестным. Китаибель составил описание нового металла, но не опубликовал его, а разослал некоторым ученым. Через венского минералога Эстнера оно попало к немецкому ученому М.Г. Клапроту, который продолжил исследования Китаибеля, а в 1798 г. выступил с сообщением об открытии им в трансильванском минерале особого металла, который получен «от матери Земли» и назван поэтому теллуром.

В 1832 г. Берцелиус обратил внимание на сходство свойств теллура с селеном и серой, после чего теллур причислили к металлоидам (по номенклатуре Бсрцелиуса).

В 1898 г. работающая во Франции М. Склодовская-Кюри (полька по происхождению), изучая вместе со своим мужем французским ученым П. Кюри урановую смолку из Богемии, выделила две фракции, имеющие более высокую радиоактивность, чем чистые препараты урана. Из фракции, содержащей соли висмута, был выделен продукт, активность которого в 400 раз превышала активность урана. Ученые пришли к выводу, что такая высокая активность обусловлена присутствием солей неизвестного металла, который они назвали в честь родины Склодовской-Кюри «полонием» (от латинского «Полония» - «Польша»).

Несколько лет существование полония считалось спорным. В 1902 г. Марквальд обнаружил в висмутовой фракции урановой смолки новый элемент и назвал его «радиотеллуром», так как, будучи радиоактивным, по химическим свойствам металл был похож на теллур. Атомная масса и плотность соответствовали свойствам предсказанного Менделеевым элемента «двителлура». Выводы Марквальда были подтверждены несколькими учеными.

Однако вскоре Э. Резерфорд установил, что радиотеллур является одним из продуктов радиоактивного распада ряда урана, и назвал элемент «радий-F» (Ra-F). Только через несколько лет стало очевидно, что полоний, радиотеллур и радий-F представляют собой один и тот же элемент, обладающий α- и γ- радиоактивностью с Т_1/2 около 140 дней. В результате этого было признано, что приоритет открытия новою элемента принадлежит супругам Кюри, и оставлено название, предложенное ими.