Онлайн чтение книги А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы What If? Serious Scientific Answers To Absurd Hypothetical Questions
Периодическая стена элементов

ОТВЕТ: Есть люди, которые коллекционируют химические элементы. Они пытаются собрать как можно больше физических образцов и раскладывают их в ящички, составленные в виде таблицы Менделеева.

Из 118 элементов таблицы три десятка – такие как гелий, углерод, алюминий, железо или серу – можно купить в чистом виде в магазинах. Еще несколько десятков можно раздобыть, разломав какой-нибудь прибор (например, образец америция можно найти в детекторе дыма). Еще что-то можно заказать в Интернете.

В общем и целом вам, возможно, удастся собрать примерно 80 элементов или 90, если вы готовы немножко рискнуть своим здоровьем, безопасностью и репутацией законопослушного гражданина. Остальные слишком радиоактивны или недолговечны, чтобы можно было собрать в одном месте за один раз больше нескольких атомов.

А что, если вам это все же удалось бы?

В Периодической таблице Менделеева 7 рядов[15]К тому моменту, как вы это читаете, могли добавить и восьмой ряд. А если вы читаете это в 2038 году, то в таблице уже наверняка 10 рядов, но любое ее обсуждение запрещено роботами, захватившими нашу планету!.

Верхние два ряда составить легко.

Третий мог бы сильно обжечь вас.

Четвертый убил бы токсичным дымом.

Пятый сделал бы все то же самое плюс облучил бы вас небольшой дозой радиации.

Шестой с грохотом взорвался бы, превратив все вокруг в облако радиоактивного и ядовитого огня и пыли.

А вот строить седьмой ряд я бы вообще не рекомендовал.

Начнем сверху. Первый ряд простой, хотя и скучный.

Кубик водорода поднялся бы кверху и растаял, как воздушный шарик без оболочки. То же случилось бы с гелием.

Второй ряд уже сложнее.

Кубик лития немедленно потемнел бы на воздухе. Бериллий довольно токсичен, так что с ним надо обращаться осторожно и стараться, чтобы его пыль не попала в воздух.

Кубики кислорода и азота будут медленно таять в воздухе, постепенно исчезая[16]При условии, что все они находятся в двухатомной форме, т. е. О₂, N₂. Если кубик состоит из отдельных атомов, они немедленно объединятся, разогревшись при этом до нескольких тысяч градусов.. Неон также уплывет прочь.

Бледно-желтый кубик фтора немедленно стек бы на пол. Надо учесть, что фтор – самый активный окислитель во всей таблице. Почти любое вещество немедленно загорится, соприкоснувшись с ним.

Я спросил специалиста по органической химии Дерека Лоу[17]Дерек ведет прекрасный химический блог In the Pipeline. , что он думает по этому поводу. Дерек сказал, что фтор не будет реагировать с неоном и у него установится что-то вроде вооруженного перемирия с хлором, но все остальное?.. Пуфф! Фтор будет создавать проблемы и встречаясь с элементами из нижних рядов в таблице, а вступая в контакт с любой жидкостью, образовывал бы чрезвычайно едкую фторную кислоту.

Если вы вдохнете даже следовое количество фтора, это сильно повредит или полностью уничтожит ваш нос, ваши легкие, рот, глаза и, в конечном итоге, все ваше тело. При работе с фтором вам точно потребовался бы противогаз. Но помните, что фтор разъедает многие материалы, из которых делают противогазы, так что последний лучше сначала протестировать. В общем, удачи и вперед, к третьему ряду!

Больше всего неприятностей в третьем ряду следует ожидать от фосфора. Чистый фосфор может иметь несколько форм. Красный фосфор более или менее безопасен. Белый вспыхивает при контакте с воздухом и горит жарким пламенем, которое трудно погасить. Вдобавок ко всему белый фосфор довольно ядовит[18]Именно из-за этих его свойств белый фосфор используют в печально известных зажигательных бомбах и снарядах..

Сера в обычных обстоятельствах не представляет проблемы, разве что неприятно пахнет. Однако тут у нас сера зажата между горящим фосфором (слева) и фтором с хлором (справа). При контакте с газообразным фтором сера, как и многие вещества, начинает гореть.

Инертный аргон тяжелее воздуха, так что он просто растекся бы по земле. Но не будем волноваться по поводу аргона, у нас сейчас есть проблемы посерьезнее.

Горение приведет к появлению разнообразных кошмарных химических соединений с названиями наподобие гексафторид серы . Если вы строите нашу стену в замкнутом помещении, то, скорее всего, уже задохнулись от ядовитого дыма, а ваш дом, возможно, сгорел до основания.

И это всего лишь третий ряд. Так вперед же, к четвертому!

Мышьяк – это звучит страшно. И страх этот вполне обоснован. Мышьяк токсичен практически для всех сложных форм жизни. Иногда подобная паника по поводу химических веществ со страшными названиями не обоснована: в нашей еде и воде присутствуют следовые количества мышьяка, и мы с ними отлично справляемся. Но сейчас не тот случай.

Горящий фосфор (к которому теперь присоединился горящий калий, который также склонен к спонтанному самовозгоранию) может поджечь мышьяк, высвободив большое количество триоксида мышьяка. Это довольно ядовитая штука. Не советую ее вдыхать.

Весь этот ряд тоже неважно пахнет. Селен и бром будут яростно вступать в реакции, и Лоу сказал мне, что по сравнению с запахом горящего селена запах серы – «это как духи от Шанель».

Если алюминий переживет этот пожар, с ним произойдет странная вещь. Плавящийся на один ряд ниже галлий потечет на алюминий, нарушив его структуру и сделав его непрочным и мягким, как мокрая бумага[19]Поищите на  Youtube по словам gallium infiltration , чтобы увидеть, насколько это странное зрелище..

Горящая сера прольется на бром. При комнатной температуре этот элемент представляет собой жидкость, и это его свойство разделяет только еще одно простое вещество – ртуть. И то, и другое – довольно противные штуки. Разброс токсических веществ, возникших к этому моменту в результате горения, уже неисчислимо велик. Однако если вы наблюдаете опыт с безопасного расстояния, у вас есть шансы выжить.

В пятом ряду есть кое-что интересное – технеций-99, наш первый радиоактивный кирпичик.

Технеций – самый легкий элемент из тех, что не имеют стабильных изотопов, и он практически не встречается в природе. Его название и говорит о том, что он был получен искусственно. Доза радиации, которую излучает куб из технеция объемом в один литр, не будет смертельной, если просто вставить его в нашу периодическую стену, но все же она весьма значительна. Если вы проведете весь день, надев на голову полый куб из технеция или вдыхая технециевую пыль, этот элемент вполне может вас убить.

Если не считать технеция, пятый ряд будет во многом похож на четвертый.

Вперед, к шестому ряду! Как бы осторожны вы ни были до сих пор, шестой ряд точно вас убьет.

Этот вариант Периодической таблицы несколько больше, чем тот, к которому вы, вероятно, привыкли, так как мы добавили лантаноиды и актиноиды в 6 и 7-й ряды. (Обычно эти элементы показывают отдельно от общей таблицы, чтобы не делать ее слишком широкой.)

Шестой ряд Периодической таблицы содержит несколько радиоактивных элементов, включая прометий, полоний, астат и радон. Астат – самый проблемный элемент этого ряда. Мы даже не знаем, как он выглядит, поскольку, по словам Лоу, «эта штука просто отказывается существовать». Астат настолько радиоактивен (его период полураспада измеряется часами), что любой крупный кусок астата быстро испарился бы от производимого им самим жара. Химики подозревают, что у этого куска была бы черная поверхность, но на самом деле этого никто не знает.

Для работы с астатом не существует инструкций по безопасности. Но если бы они существовали, там было бы снова и снова запекшейся кровью нацарапано одно только слово «НЕТ!»

Наш куб недолгое время содержал бы больше астата, чем было синтезировано за всю историю химии. Я говорю «недолго», потому что он немедленно превратился бы в столб раскаленного газа. От одного только жара все находящиеся рядом получили бы ожоги третьей степени, а здание, в котором вы все это проделываете, было бы полностью уничтожено. Облако горячего газа быстро поднялось бы в небо, излучая жар и радиацию.

Сила взрыва была бы как раз такой, чтобы привлечь к вашей лаборатории внимание максимального количества проверяющих. Будь взрыв чуть слабее, вам бы, возможно, удалось его скрыть. Будь он сильнее – и в городе не осталось бы ни одного чиновника, которому можно было бы сдать заполненные документы.

Пыль и обломки, покрытые астатом, полонием и другими радиоактивными элементами, посыпались бы из ядерного облака, сделав окружающие кварталы абсолютно непригодными для обитания.

Уровень радиации был бы крайне высоким. Как известно, для того чтобы один раз моргнуть, требуется несколько сотен миллисекунд, поэтому вы получили бы летальную дозу радиации, в буквальном смысле не успев моргнуть глазом.

Такую причину смерти называют «крайне острым радиоактивным отравлением», то есть вы бы попросту сварились.

Но седьмой ряд был бы еще хуже!

В самом низу таблицы есть некоторое количество странных элементов, которые называют трансурановыми. Долгое время у них были «имена-болванки» вроде «унунуний» и все в таком роде, но постепенно они получают настоящие названия.

Однако торопиться тут не стоит, потому что большая часть этих элементов настолько нестабильна, что их можно получить только в ускорителе частиц и они не могут существовать дольше нескольких минут. Если бы у вас вдруг оказалось 100 000 атомов ливермория (116-й элемент), спустя секунду остался бы один, и он тоже исчез бы через несколько сотен миллисекунд.

Но как это ни печально для нашего проекта, трансурановые элементы не уходят тихо и незаметно. Они исчезают в ходе радиоактивного распада. И большая их часть распадается на составляющие, которые, в свою очередь, тоже распадаются. Кубик любого элемента с достаточно большим порядковым номером распался бы за секунды, высвободив при этом огромное количество энергии.

Результат был бы не просто похож на ядерный взрыв, собственно, это и был бы ядерный взрыв. Однако, в отличие от бомбы, в нашем случае мы имели бы дело не с цепной, а с обычной реакцией. Все произошло бы мгновенно.

Поток высвободившейся энергии немедленно превратил бы вас и всю остальную таблицу в плазму. Происходящее напоминало бы взрыв ядерного заряда средней мощности, однако радиоактивное заражение было бы гораздо, гораздо хуже – на землю выпал бы настоящий салат из всего содержимого Периодической таблицы, и при этом элементы с невероятной скоростью превращались бы один в другой.

Грибовидное облако поднялось бы над городом. Верхушка его под действием собственного жара достигла бы стратосферы. Если ваша лаборатория находится в густонаселенной зоне, то число жертв в первые же секунды после взрыва было бы колоссальным, однако долговременные последствия в результате заражения оказались бы еще хуже.

Причем это было бы не какое-то там заурядное, обыденное радиоактивное заражение[20]В этом случае мы еще могли бы пожать плечами и выкинуть его из головы., нет, это было бы похоже на ядерную бомбу, которая продолжает и продолжает взрываться . Обломки, излучающие больше радиации, чем вся чернобыльская катастрофа, покрыли бы весь земной шар. Целые регионы были бы уничтожены, и их дезактивация заняла бы столетия.

В общем, собирать коллекцию, безусловно, очень весело, но когда речь заходит о химических элементах, не пытайтесь собрать их все.