Элементы отличаются друг от друга атомным весом. Одни из них в обычных условиях являются твердыми веществами, другие — жидкостями, третьи — газами. При нагревании или охлаждении многие из них (почти все) могут переходить из одного состояния в другое. Некоторые элементы растворяются в воде, другие — нет. Эти и многие другие характеристики элементов называются их физическими свойствами. Элементы могут взаимодействовать друг с другом (за единичными исключениями), образуя различные вещества. Подобные взаимодействия называются химическими реакциями. Способность элемента вступать в ту или иную реакцию определяется его химическими свойствами.
В соответствии со своими физическими и химическими свойствами все элементы разделены на несколько групп. В них входят элементы с похожими свойствами. Эти группы все вместе составляют периодическую таблицу элементов Д. И. Менделеева. Она названа так в честь русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева, которому принадлежит идея создания этой таблицы. Порядок расположения элементов в таблице Д. И. Менделеева определяется их порядковым атомным номером. Порядковый номер элемента зависит от числа протонов — положительно заряженных частиц — в ядре атома данного элемента. Атом водорода содержит всего один протон и поэтому занимает в периодической таблице первое место. Некоторые элементы были названы в честь великих ученых, например, эйнштейний (Эйнштейн). Другие — в честь стран или определенных областей на земном шаре: германий (Германия), рутений (Россия), калифорний (Калифорния), скандий (Скандинавия). Третьи получили название благодаря своим особым свойствам: индий (из-за его ярко-синего цвета — цвета индиго). Множество элементов хорошо знакомы каждому: медь, железо, свинец, серебро, золото, алюминий, сера, ртуть, йод и многие другие.
Не так-то легко дать точный ответ на вопрос: «Что такое металл?» С точки зрения физических свойств, металл — это вещество, обладающее ярким блеском и хорошей проводимостью тепла и электричества. Однако эти свойства могут иметь и вещества, отнюдь не являющиеся металлами. Металлы сильно отличаются друг от друга по твердости, плотности, ковкости и тягучести. (Ковкость означает способность обрабатывать металл кузнечными молотами или прессами, а тягучесть — вытягивать его в проволоку.) У каждого металла имеется определенная температура плавления, а также способность образовывать сплавы с другими металлами.
При обычной комнатной температуре все металлы, кроме ртути, являются твердыми веществами. Некоторые металлы (например, золото) удается иногда найти в природе в чистом виде, однако большинство из них существует в естественных условиях только в виде соединений с другими элементами. Чаще всего они встречаются в виде сульфидов, оксидов, карбонатов и силикатов, обычно с примесями гранита и других горных пород. Многие металлы находят в рудах в комбинациях друг с другом. К ним относятся свинец, цинк, железо, медь, хром, никель и другие.
Некоторые из металлов настолько редки в природе, что для получения совсем небольшого количества, например, чистого радия рения, требуется переработать иногда десятки тонн руды. Отрасль промышленности, занятая получением чистых металлов и их сплавов из природного сырья, называется металлургией. Многие металлы в чистом виде обладают свойствами, мешающими использовать их для той или иной цели. Вот почему большинство из них применяется в виде сплавов или химических соединений. Например, чистое железо обладает недостаточной твердостью.
Поэтому, как правило, оно используется в виде стали, являющейся его соединением с углеродом, часто с добавками другихметаллов: хрома, вольфрама, ванадия и т. д. Некоторые металлы необходимы для существования живых существ. К ним относятся железо, кальций, натрий, магний и калий. Даже медь, алюминий и марганец, правда, совсем в крошечных количествах, требуются для нормального развития организма.
Во многих местах на земном шаре люди веками жили в страхе перед зыбучими песками. Им приписывалась таинственная способность засасывать жертву, пока от нее не останется и следа на поверхности земли. В действительности, зыбучий песок не обладает подобной силой. Если знать, что это такое и как себя на нем надо вести, то он непричинит никакого вреда. Что же такое зыбучий песок, или, как его еще называют, плывун? Это светлый, рыхлый песок с большим содержанием воды. На вид он не отличается ничем от обычного песка, находящегося рядом с ним.
Однако между ними все же существует разница: плывун не является опорой для тяжелых вещей. Обычно плывуны появляются возле устья больших рек и на пологих берегах. Под ними находится слой вязкой, плотной глины, не пропускающей влагу внутрь земли. Поэтому вода дождевая и восновном речная накапливается в нем. В отличие от обычных песчинок, имеющих неправильную или заостренную форму, песчинки плывунов являются маленькими кругленькими шариками. Скапливающаяся под ними вода разжижает песок, и песчинки как бы всплывают в ней. Именно поэтому они и не способны удержать на поверхности тяжелые объекты.
Плывун не обязательно должен быть песчаным. Для него годится любая рыхлая почва, смесь песка и ила или того же ила с мелкой галькой. Люди, попадающие на плывун, вовсе не тонут в нем. Так как в нем содержится много влаги, то они могут плыть в нем, точно так же, как в воде. К тому же зыбучий песок плотнее воды и поэтому в нем легче держаться на поверхности. Надо помнить, однако, что, попав на плывун, следует двигаться достаточно медленно. Это дает возможность песку обтекать ваше тело, как бывает, когда вы плывете в воде. В этом случае у вас не будет основания опасаться за свою жизнь.
Что такое радиоактивные осадки?
Пыль, поднимающаяся в воздух в результате ядерного взрыва — испытания ядерного оружия или аварии на атомной электростанции — и затем оседающая на землю, называется радиоактивными осадками. Эта пыль заражает все вокруг именно потому, что она является радиоактивной. Это означает, что она содержит в себе определенные виды атомов, подвергающихся самопроизвольному распаду. При распаде каждого из этих атомов выделяется маленькое количество энергии и материи — это явление называется радиацией.
При ядерном взрыве возникает сильная взрывная волна, выделяется большое количество тепла и образуется множество радиоактивных атомов. Эти атомы смешиваются с частичками почвы, которые, будучи поднятыми в воздух силой взрыва, образуют многотонное радиоактивное пылевое облако. Через некоторое время эта пыль оседает на землю в виде радиоактивных осадков. Самые тяжелые частички из этого облака падают на землю в первые минуты или часы после взрыва. Однако легкие задерживаются в атмосфере на более длительное время. Ветер может носить их вокруг земного шара в течение месяцев и даже лет. В конце концов они все равно неизбежно возвращаются на поверхность земли вместе со снегом, дождем или туманом.
Радиоактивные осадки, попавшие на кожу человека, можно смыть водой. Однако если частички радиоактивной пыли попадают внутрь организма, то они могут находится там долгие годы. Они проникают в тело вместе с воздухом, водой и пищей. Причем последний путь является наиболее распространенным. Радиоактивная пыль оседает на листьях и плодах, заражает почву, из которой радиоактивные атомы через корни поступают внутрь растений. Если даже эти растения не употребляются в пищу человеком, они могут поедаться животными, чье мясо, в свою очередь, едят люди или другие звери. Попав внутрь организма, радиоактивные атомы излучают радиацию, разрушающую живые клетки или, по крайней мере, ослабляющую их защиту против всевозможных болезней.
Использование гипса людьми растет такими темпами, что за последние годы его производство в мире удвоилось. Благодаря тому, что гипс прекрасно противостоит огню и воде, к тому же плохо пропускает холод и тепло, его в больших количествах используют при строительстве для облицовки стен. Кстати, гипсовые блоки и кирпичи можно распилить и прибивать, как деревянные доски. Смесь гипса с небольшим количеством цемента и некоторых других компонентов образует легкий строительный материал, называемый штукатуркой. Он широко используется при возведении современных зданий. Что же такое гипс? Гипс — это минерал, представляющий из себя сульфат кальция, смешанный с водой.
Существует полупрозрачная разновидность гипса, называемая селенит, и другая, отличающаяся особым блеском, известная как алебастр. Гипс добывается из толстых пластов, залегающих под землей на различной глубине: одни возле самой поверхности, другие гораздо глубже. В американском штате Техас были найдены пласты гипса толщиной более 100 метров, занимающие площадь в сотни квадратных километров. Гипс применяется в качестве строительного материала и для оштукатуривания стен и потолков со времен древнего Египта.
