А вот рекорды из книги Гиннесса (по материалам "Занимательная химия"):
Самый распространенный элемент: в земной коре — литосфере это кислород (46,60% по массе), в атмосфере — азот (78,09%), вне Земли — водород (90%). Самый редкий элемент из существующих в природе — астат (во всей земной коре его всего лишь 0,16 г); самый тяжелый из газообразных — радон (10,05 г/л при нормальных условиях); самый дорогой — калифорний (10 долларов за один микрограмм); это означает, например, что цена одного моля калифорния составляет 250 миллиардов долларов, что в 10 раз больше стоимости последней лунной экспедиции американского космического корабля «Аполлон-XVII» в 1972 году.
Из изотопов самый долгоживущий — технеций-128 (период полураспада 1,5*10^24 лет, что намного превышает возраст Вселенной); среди альфа-активных — это самарий-148 (8*10^15 лет), среди бетта-активных — кадмий-113 (9*10^15 лет). Самое большое число изотопов — у ксенона и цезия (по 36).
[Некоторые рекорды заставляют задуматься. Указано, например, что самый нестабильный из известных изотопов — литий-5 (его время жизни составляет 4,4*10^-22 секунды). Но за это время даже свет пройдет всего 10^-11 см, т.е. расстояние, лишь в несколько десятков раз превышающее диаметр ядра и значительно меньшее размера любого атома. Вылетающая из ядра при его распаде бета-частица движется, конечно, с меньшей скоростью. Значит, за указанное время она едва успеет покинуть ядро. Вот это действительно удивительный рекорд!
Интересно, что если рассматривать не только элементы, то на роль самого тяжелого газа будет, вероятно, претендовать фторид вольфрама (VI) WF6 — это соединение имеет температуру кипения 17,3 С и при комнатной температуре существует в виде бесцветного газа с плотностью 12,9 г/л. А самым тугоплавким окажется твердый раствор карбидов гафния и тантала с температурой плавления 4215 °С]
Перейдем к физическим свойствам металлов. Наиболее ковкий металл — золото: из 1 г можно вытянуть проволоку длиной 2,4 км [интересно, что такая золотая проволочка в 10 раз тоньше человеческого волоса]. Самый тугоплавкий — вольфрам (3420 С), а самый тяжелый — осмий. Самые необычные теплофизические свойства — у плутония: в интервале температур от 320 до 540 С этот металл, в отличие от других элементов, сжимается при повышении температуры, причем наиболее сильно (с коэффициентом 27,5*10^-6 1/К) в интервале температур 500 — 540 С. Самый большой положительный коэффициент температурного расширения — у цезия (97*10^-6 1/К). Самый токсичный элемент — радий.
[«Первенство» металлов по плотности требует дополнительного обсуждения. «Самый тяжелый из всех металлов — осмий», — писали в учебниках и справочниках в течение многих десятилетий. Так, в справочнике «Свойства элементов» (М.: Металлургия, 1985) на с. 510 указано: плотность твердого осмия при комнатной температуре равна 22,5 г/см^3 — это значит, что осмиевый «шарик» радиусом 10 см вы не сможете даже оторвать от пола! Все как будто было ясно; несколько смущала лишь точность приведенного значения плотности: для других металлов в том же справочнике она давалась до второй, а то и до третьей цифры после запятой. Например, на с. 514 для плотности иридия дано значение 22,42. Значит, иридий буквально «наступал на пятки» осмию. И если точность определения плотности этих металлов не превышала 0,2%, то еще неизвестно было, кому надо по справедливости отдать пальму первенства. И вот сравнительно недавно плотности этих металлов после их тщательной очистки были уточнены. И иридий, хоть и не намного, но все же перегнал осмий! По уточненным данным, его плотность оказалась равна 22,65 г/см^3, тогда как для осмия она составляет «всего» 22,61 г/см^3. Эти значения были, кстати, приведены уже в «Химическом энциклопедическом словаре» (М.: Советская энциклопедия, 1983). Вероятно, прежние измерения были проведены с недостаточно очищенными металлами — ведь примесь любого другого металла, даже очень тяжелого (скорее всего — платины), снижает плотность осмия и иридия. Но можно не сомневаться, что еще долго в учебниках и популярных книжках по химии будут писать, что самый тяжелый металл — осмий...
К этому можно добавить, что самый легкий металл — литий (его плотность в 45 раз меньше, чем у иридия, и соперников по этой части у лития нет и не предвидится, так как следующий по плотности металл — натрий — почти в 2 раза тяжелее лития). Самый твердый — хром, а самый мягкий — цезий; наибольшая теплопроводность — у серебра, наименьшая — у ртути (почти в 50 раз меньше); наибольшая электропроводность — тоже у серебра, а наименьшая — у германия (меньше в 59 тысяч раз). Самый большой температурный коэффициент расширения — у белого фосфора. Самый высокий потенциал ионизации — у гелия-4 (24,59 эВ), а самый низкий — у рубидия (4,18 эВ). Самая большая критическая масса — у нуклида уран-235, она составляет 48 кг. Но так как уран очень тяжелый, радиус уранового шара в такой атомной бомбе невелик — всего 8,5 см.]
Перейдем к химическим соединениям. В книге Гиннесса в основном приведены почему-то наиболее неприятные свойства. Так, самые зловонные из соединений — это этилмеркаптан C2H9SH и бутилселеномеркаптан C4H9SeH — их запах напоминает комбинацию запахов гниющей капусты, чеснока, лука и нечистот одновременно. Наиболее сильный нервный яд — газ VX, полученный в 1952 году. Его строение было рассекречено лишь через 22 года. Это о-этиловый эфир S-2-(диизопропиламиноэтил) метилфосфонотиоловой кислоты.
Газ VX в 300 раз токсичнее фосгена, его смертельная доза — 0,3 мг. Самое же ядовитое из всех синтезированных соединений — это TCDD (или, в русской аббревиатуре, ТХББ) — 2,3,7,8-тетрахлордибензо-n-диоксин, который в 150 000 раз токсичнее цианистого калия. [Но если рассматривать яды природного происхождения, кристаллический ботулин оставит далеко позади диоксин, поскольку он превосходит цианистый калий в 100 миллионов раз! Из небелковых ядов самый сильный, вероятно, батрахотоксин, выделенный из кожного секрета маленькой колумбийской лягушки кокой, — он в сотни раз токсичнее кураре и стрихнина и в несколько раз — знаменитого тетродотоксина из рыбы фугу.]
Самое сильное биологически активное соединение — тартрат диэтиламида d-лизергиновой кислоты (галлюциноген LSD-25) C20H25N3O4; наиболее сильный анальгетик (обезболивающее средство) — вещество R 33799, полученное в 1978 году, — по своему действию оно напоминает морфин, но в 12 000 раз превосходит его.
Самое дорогое вещество — это, вероятно, интерферон: одна миллионная микрограмма чистого препарата стоит 10 долларов.
Химическое соединение, чей запах человек может обнаружить в наименьшей концентрации, — это ванилин: его присутствие в воздухе можно почувствовать при концентрации 2*10^-11 г в одном литре. [При этом в 1 л будет все же 79 миллиардов молекул ванилина, так что наш нос не идет ни в какое сравнение с обонянием насекомых; так, бабочки чувствуют буквально единичные молекулы феромонов. Правда, в других книгах это первенство ванилина оспаривается. Так, в учебнике А. Е. Чичибабина «Основные начала органической химии» сказано:
«Запах меркаптанов — один из самых отвратительных и сильных запахов, какие встречаются у органических веществ. По запаху можно обнаружить 1/460 000 000 мг метилмеркаптана. Это количество в 250 раз меньше того количества натрия, которое можно определить при помощи спектрального анализа. Добавка к природному газу ничтожных количеств паров изоамилмеркаптана облегчает обнаружение утечки газа в жилых помещениях по запаху, так как метан, главная составная часть горючего природного газа, сам по себе запахом не обладает».
Отметим, что самое горькое вещество принадлежит, как это ни удивительно, к веществу класса сахаров; оно сохраняет горький вкус даже при содержании 0,05 мг в 1 л воды. В патентной заявке на это вещество было указано и на его возможное использование — в качестве репеллента против акул, крыс и термитов.
А какая кислота самая кислая? Из неорганических — это иодоводородная — константа ее диссоциации в водных растворах на 16 порядков (т.е. в 10 квадриллионов раз) больше, чем уксусной. Не намного уступают иодоводородной кислоте также бромоводородная и хлороводородная (соляная). Из органических кислот самые сильные (из тех, что приводятся в справочниках) — это трифторуксусная CF3COOH и m-сульфобензойная НООС—С6Н4—SO3H — они сильнее уксусной соответственно в 35 и 28 тысяч раз. Но вот в 1980 году в Журнале Американского химического общества появилось сообщение о том, что синтезирована органическая кислота, которая сильнее уксусной в миллион раз. Эта кислота имеет строение циклопентадиена, в котором пять атомов водорода из шести замещены на трифторметильные группы; таким образом, молекулярная формула данного соединения C5H(CF3)5. Необычность этой кислоты в том, что диссоциирующий атом водорода присоединен в ней к атому углерода. Такие С-кислоты, конечно, были известны и раньше, только это были очень слабые кислоты, способные диссоциировать только в присутствии сверхсильного основания. Самая сильная из таких кислот — синильная HCN в десятки тысяч раз слабее уксусной.]
Самая тяжелая органическая жидкость — метилениодид CH2I2 (плотность 3,32 г/см^3 при комнатной температуре). А какая органическая жидкость самая легкая? Если рассматривать только жидкости, существующие при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении, то это изопентан (2-метилбутан); его плотность 0,62 г/см^3. Значит, самая тяжелая жидкость более чем в 5 раз тяжелее самой легкой. Если же снять ограничение на давление, то первенство перейдет к этану: под высоким давлением при комнатной температуре его плотность около 0,5 г/см^3. Если, наконец, снять ограничение и на температуру, то самой легкой органической жидкостью станет метан, плотность которого при минус 164 С равна 0,466 г/см^3 (отметим, что при температурах выше -82 °С метан не может существовать в виде жидкости ни при каком давлении). Напомним, что из неорганических жидкостей самая легкая — жидкий водород (плотность 0,067 г/см^3 при температуре -250 С), тогда как твердый водород — самое легкое твердое вещество (плотность 0,076 г/см^3). При комнатной же температуре самая легкая жидкость — раствор лития в жидком аммиаке.
Из микроорганизмов самые патогенные — риккетсии: заболевание (ку-лихорадка) может быть вызвано одной-единственной бактерией! Лишь в 10 раз менее патогенны микроорганизмы, вызывающие туляремию.
Самый сильный адсорбент был получен в 1974 году из производного крахмала, акриламида и акриловой кислоты; это вещество способно удерживать воду, масса которой в 1300 раз превосходит его собственную.
Регистрирует книга Гиннесса и печальные рекорды, связанные так или иначе с химическими веществами. Так, 21 сентября 1921 года в Германии при взрыве на химическом заводе фирмы БАСФ в Оппау погибло почти 560 человек; авария 2—3 декабря 1984 года на заводе метилизоцианата, построенном фирмой Юнион Карбайд (США) в индийском штате Бхопал, стоила жизни 2352 сотрудникам завода и жителям штата; около 2500 человек умерли от силикоза (болезнь, вызываемая вдыханием диоксида кремния) при прокладке туннеля в Западной Вирджинии (США) в 1931 — 1935 годах; 2850 человек погибли в течение недели от смога в Лондоне в декабре 1951 года, по некоторым данным, более 3000 человек было убито 6 декабря 1917 года при взрыве большого количества нитрата аммония в г. Галифаксе (Канада).
В книге Гиннесса также содержится много интересных сведений о лабораторной технике, приборах, методах измерения. Вот некоторые из них.
Самая тонкая трубка в мире изготовлена из чистого никеля; ее наружный диаметр равен 12,5 микрометра, внутренний — 3,25. Масса одного километра такой трубки была бы равна всего... 1 г!
Самая высокая температура, созданная искусственно, — в центре водородной бомбы — около 400 миллионов градусов, а самая низкая — 0,00000003 К, или 3*10^-8 К [недавно этот рекорд был превзойден: физикам из Лаборатории низких температур Хельсинкского технологического университета методом размагничивания ядер удалось достичь температуры 8*10^-10 К, или 0,8 нК]. Самый маленький термометр изготовил биофизик Ф. Сакс для измерения температуры одной живой клетки — кончик этого термометра имел диаметр 1 мкм.
[Добавим к этому температурные рекорды, зафиксированные на Земле. На ней много очень жарких мест — настоящих «горячих точек». Например: в Калифорнии (США) есть знаменитая «Долина смерти» — там отмечена жара 56,7 °С. Но рекорд по самой жаркой погоде принадлежит, конечно, пустыне Сахаре — 63 °С в тени (на солнце песок там прогревается намного сильнее, чем воздух, — в нем впору печь яйца). Во Вселенной же самая высокая температура была сразу же после ее рождения (так называемого Большого взрыва) — 10^28 К.
Есть на Земле и полюса холода. В Северном полушарии их сразу два — у нас в Якутии и в Гренландии; мороз там достигает -70 °С. А самое холодное место на нашей планете — глубинные районы Антарктиды, где зарегистрирована температура -94,5 °С. При такой температуре невозможно поджечь даже самые горючие вещества, включая диэтиловый эфир и сероуглерод. Многие газообразные при комнатной температуре вещества превращаются в жидкости, а такие газы, как NH3, N2O, Rn, SO2, H2S, CO2, HF затвердевают!]
Но вернемся к Книге рекордов. Самое большое давление (170 ГПа) достигнуто в 1978 году в гигантском гидравлическом прессе с алмазными рабочими поверхностями в Институте Карнеги (Вашингтон). Самый большой магнит (36 000 тонн) находится в г. Дубне (в синхрофазотроне на 10 ГэВ). Самое сильное постоянное магнитное поле (33,6 тесла) было получено 20 марта 1986 года сотрудниками Массачусетского технологического института (США), а самое слабое магнитное поле, которое удалось зарегистрировать, равно 8*10^-15 Тс.
Самый сильный звук (вернее, шум) создает ракета Сатурн V — 210 децибелл, или 400 000 акустических ватт. Такой шум слышен на расстоянии 160 км.
Самый высокий искусственный вакуум (10^-14 мм рт. ст.) получен в 1976 году в криогенной установке фирмы IBM в Нью-Йорке. Если молекулы воздуха увеличить до размеров бейсбольного мяча, то создание такого вакуума эквивалентно увеличению среднего расстояния между молекулами с 1 м до 80 км.
Самая высокая разность потенциалов, созданная в лабораторных условиях (Окридж, США, 1979), составляет 32 миллиона вольт. Такое напряжение создает пробой в воздухе при расстоянии между электродами 100 м!
Самый долгоживущий гальванический элемент — серно-цинковая сухая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 году. Подключенный к этой батарее звонок работает уже полтора столетия в Кларендонской лаборатории в Оксфорде (правда, не ясно, как часто им пользуются).
В книге Гиннесса содержится масса сведений о различных растениях, овощах, фруктах. Из них приведем лишь данные о наиболее и наименее калорийных. Рекорды по этой части держат плод авокадо и обыкновенный огурец, которые различаются по калорийности в 10 раз (соответственно 163 и 16 ккал на 100 г).
[Добавим, что мощность звука самого тихого шепота составляет 10^-9 Вт, а самого громкого крика — 0,002 Вт, т.е. в 20 миллионов раз больше. Ухо же человека способно услышать звук, мощность которого не превышает 10^-12 Вт на 1 кв. м. Самую большую постоянную мощность имеют электродвигатели прокатных станов — до 10 000 кВт. Для сравнения мощность излучения Солнца — 3,86*10^23 кВт, из которого на Землю попадает лишь одна стомиллионная часть. В заключение — еще один забавный рекорд, поставленный при прямом участии химии. Самый большой мыльный пузырь имел объем 113 л и диаметр 61 см. Он был выдут для сохранности внутри стеклянного 200-литрового баллона. «Строительным материалом» для него послужила смесь следующего состава: глицерин — 4 части, 5%-ный раствор дибромстеарата натрия — 2 части, 5%-ный раствор поливинилового спирта — 1 часть. Прожил пузырь два года; за это время он постепенно уменьшался в объеме и, наконец, превратился в мыльную пленку. Второй такой же пузырь прожил только 374 дня: он лопнул, когда в соседней комнате забивали молотком гвоздь...]
Ответить с цитированием
