йода женевский врач Жан-Франсуа Кванде предположил, что появление эндемического зоба, связанное, как мы знаем сейчас, с неправильной работой щитовидной железы, обусловлено недостатком йода в пище. Кванде тут же решил проверит свою догадку (ставить медицинские эксперименты в том время было просто – комитетов по этике еще не придумали, да и письменное согласие у участника эксперимента брать не требовалось). Он начал заставлять своих испытуемых принимать йодную настойку внутрь чайными ложками (вообще у участников таких экспериментов должны были бы наблюдаться химические ожоги слизистой оболочки рта и пищевода, но история об этом умалчивает). Через 6–10 недель перорального приема спиртового раствора йода зоб у пациентов действительно уменьшался в размере, а иногда и исчезал, однако, заметив этот прогресс в лечении, коллеги Кванде обвинили его в том, что он лечит не конвенционными пиявками и нюхательными солями, и вообще – не лечит, а травит пациентов. Возможно, осложнения после лечения у пациентов Кванде были, поскольку коллективное обвинение коллег Кванде подействовало, и вскоре врач-экспериментатор боялся выйти на улицу.
Однако жизнь показала, что Кванде был на правильном пути. Уже в XIX веке эффективность работы щитовидной железы была соотнесена с йодом, вот только оказалось, что лечить образование зоба нужно менее опасным для здоровья, чем элементарный йод, йодидом калия (йодид калия входил в состав антиструмина, который в школе нам каждую неделю давали бесплатно, он же входит в состав совершенно не бесплатного йодомарина). В начале 1920-х некоторые кантоны Швейцарии первыми в Европе начали использовать йодированную соль для профилактики заболеваний щитовидной железы (в йодированную соль добавляют йодат калия, который в организме превращается в йодид), это успешный опыт переняла Европа, и скоро слово «кретинизм» (гормональное заболевание, вызываемое нарушениями работы щитовидной железы, выраженным снижением функции щитовидной железы, отличающееся задержкой физического и умственного развития) стало из медицинского термина простым ругательством.
Как уже упоминалось выше, Уильям Рамзай и его ассистент Моррис Уильям Траверс открыли три инертных газа в ходе одного эксперимента в 1898 году.
Первоначально Траверс предложил дать новому элементу название, опираясь на голубую окраску его спектральной линии, однако к тому времени был открыт цезий, название которого уже было дано по голубой спектральной линии (к тому же в Периодической системе новый инертный газ и цезий оказывались соседями). В конечном итоге Рамзай и Траверс сошлись на названии «ксенон» от греческого «ксенос» – чужой или странный. Вряд ли, давая это название, они предвидели, каким странным станет этот элемент – первый благородный газ, «потерявший благородство», благородный газ, который будет интенсивно работать в грузоперевозках – освещать дорогу автомобилям и помогать запуску космических кораблей.
Траверсу и Рамзаю потребовалось несколько месяцев, чтобы получить чистый ксенон и измерить его плотность и атомную массу. Это неудивительно – ксенон наименее распространён в атмосфере. Так, окружающий нас воздух содержит 1% аргона по объему, 18 миллионных долей неона, 5 миллионных долей гелия, одну миллионную долю криптона и только 0,09 миллионных долей ксенона – в 100 м3 воздуха содержится около 9 см3 ксенона. Естественно, что это делает ксенон самым дорогим из инертных газов (имеется в виду, обладающих стабильными изотопами), и в России ежегодно из воздуха получают всего лишь 1500 м3 чистого ксенона.
Хотя ксенон и образует химические соединения, применяется он все же как простое вещество. Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев. Ксенон используют для наполнения ламп накаливания (высокая атомная масса газа в колбах ламп препятствует испарению вольфрама с поверхности нити накаливания) и мощных газоразрядных источников света. Ксенон как в чистом виде, так и с небольшой добавкой паров цезия, является рабочим телом для электрореактивных (главным образом – ионных и плазменных) двигателей космических аппаратов. Принцип работы двигателей заключается в том, что при ионизации атомы ксенона разгоняются до скорости около 30 километров в секунду и, вылетая из сопла двигателя, двигают космический аппарат в противоположном направлении.
Ксенон стал первым инертным газом, который показал, что не такой уж он и инертный. В марте 1962 года химик Нил Барлетт, родившийся в Ньюкасле (Великобритания) и успевший за свою жизнь поработать и в Британии, и в Канаде, и в США, получил первое соединение инертного газа. Первоначально Барлетт обнаружил, что смесь газообразных кислорода и гексафторида платины реагировала с образованием твердого красного вещества – гексафторплатината дикислорода, O2+[PtF6]−. Сопоставив энергии ионизации молекулярного кислорода (1175 кДж/моль) и ксенона Xe (1170 кДж/моль), он попросил у коллег-физиков ксенон для эксперимента и, смешав газообразные ксенон и гексафторид платины, получил первое производное ксенона – гексафторплатинат ксенона – Xe+[PtF6]−. Сейчас список производных ксенона и криптона довольно широк, и термин «химия благородных газов» уже не звучит как оксюморон.
Нерадиоактивный нуклид 129Хе, на который приходится почти четверть природного ксенона, является идеальным контрастом для МРТ. Обычно аппараты магнитно-резонансной томографии позволяют определять ядра водорода, что достаточно для большинства биологических тканей, но бесполезны для того, чтобы узнать, что происходит в лёгких. Ксенон-129 может быть не только легко обнаружен в лёгких, но и при его растворении в крови, что позволяет следить за работой лёгких в режиме реального времени.
С 1 сентября 2014 года Всемирное антидопинговое агентство добавило ксенон и аргон в Список запрещенных веществ и методов подготовки спортсменов, причисляя их к допингам. Трудно представить, что химически инертные благородные газы могут улучшить спортивный результат, но тем не менее ксенон проявляет определенную биологическую активность – известно, что он повышает способность крови переносить кислород. Аргон, как полагается, работает таким же образом.
Ксенон может оказывать влияние на белковые рецепторы и ионные каналы, действуя как гипоксия-индуцируемый фактор; аналогичное действие оказывает закись азота (веселящий газ). В течение уже многих десятилетий ксенон, как и закись азота, используется в качестве полного анестетика, в том числе и в России.
Если речь идет об улучшении спортивных результатов, спортсмены начали вдыхать ксенон, заменяя этим газом тренировки на большой высоте, где концентрация кислорода понижена. Ксенон и аргон покинут организм в течение нескольких часов, но эффект от вдыхания инертных газов, улучшающих производительность спортсменов, эффект может длиться несколько дней. Правда, в процессе подготовки этой книги я так и не нашел, как Агентство планирует проверять атлетов на предмет ксеноново/аргонового допинга.
