Алхимия как двигатель науки

Как обстоит дело с превращением элементов сегодня? С полной уверенностью, мы можем сказать, что количество накопленных знаний об элементах  и внутреннем устройстве их атомов на сегодняшний день несравненно  больше прошлого. Изучение  строения атомов показало, что по существу природа всех атомов едина. Все они состоят из протонов, нейтронов и электронов. И вся разница между различными элементами заключается лишь в величине заряда и массе ядра, то есть в количестве протонов и нейтронов в ядрах атомов. Следовательно, для того чтобы превратить один элемент в другой, надо лишь изменить число протонов и нейтронов, входящих в ядро данного элемента. Так, например, происходит в природе. Речь идёт о самопроизвольном распаде радиоактивных элементов. Оказывается, что атомы радия, распадаясь, превращаются в атомы тяжёлого газа радона. Альфа-частички, вылетающие из радиоактивных веществ, — это не что иное, как атомные ядра элемента гелия с массой 4 и положительным зарядом 2. Таким образом, когда из ядра атома радия, масса которого равна 226 и заряд 88, вылетает одна альфа-частица, то, очевидно, что ядро радия изменяет свою массу и заряд. Масса атома вновь образовавшегося элемента будет 222, а заряд 86. При этом перестраивается и электронная оболочка атома, теряя два лишних электрона. Это уже не атом радия. Это атом тяжёлого инертного газа радона. Сходные превращения претерпевают и другие радиоактивные элементы: торий, уран и др.[2, c. 8].

Есть и другой вид радиоактивного распада. При радиоактивном распаде выделяются и бета-лучи — быстро летящие электроны. Это означает, что ядра некоторых радиоактивных элементов распадаются с выбросом из себя не альфа-частиц, а электронов. В этом случае происходит следующее: вылетающий из ядра электрон, как отрицательно заряженная частичка, увеличивает положительный заряд ядра на 1. А если изменяется заряд ядра — это опять-таки означает превращение элемента. Таким образом, распадается, например, элемент с массой 234 и зарядом 90, по своим свойствам не отличимый от тория. Он превращается в элемент, по химическим свойствам не отличимый от элемента протактиния. Ядро вновь образовавшегося элемента (масса 234, заряд 91) в свою очередь выбрасывает один электрон и превращается снова в уран с массой 234 и зарядом 92. Атомный вес урана, как известно, равен 238. Между тем здесь, при бета-распаде, мы получаем уран с массой 234. Дело в том, что химические свойства атомов какого-либо элемента определяются только зарядом их ядер. Вес же ядра решающего значения для химических свойств элемента не имеет. Таким образом, уран с массой 238 и уран с массой 234 химически неразличимы. Такие атомы одного и того же элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное количество нейтронов, занимают в таблице Менделеева одно и то же место, их называют изотопами. Существование изотопов химических элементов гениально предсказал А. М. Бутлеров еще в 1882 году. Дальнейшее изучение атомных ядер привело к открытию изотопов у всех элементов, как радиоактивных, так и нерадиоактивных[2, c. 12].

С открытием радиоактивности  учёные смело взялись за опыты  по превращению элементов друг в  друга. Впервые это удалось осуществить  в 1919 году, когда были «обстреляны» атомы обыкновенного азота альфа-частицами. При «бомбардировке» азота (вес 14 и заряд 7) ядрами гелия (вес 4, заряд 2) последние «застревают» в атомных ядрах азота. При этом получается ядро с массой 14 + 4 = 18 и зарядом 7 + 2 = 9. Это ядро элемента фтора. Однако такое ядро искусственно полученного фтора очень неустойчиво. Поэтому оно тут же распадается, выделяя из себя один протон, то есть ядро водорода. Оставшееся ядро превращается в ядро изотопа кислорода (заряд 8 и масса 17). Так, в XX веке было осуществлено первое действительное превращение элементов[2, c.10].

После этого учёные стали  осуществлять в своих лабораториях превращения и многих других элементов. Так, при помощи тех же «атомных пуль»  — альфа-частичек — было осуществлено превращение натрия в алюминий и магний, алюминия — в фосфор и кремний и так далее. Правда, надо заметить, что количество полученных искусственно химических элементов ничтожно. И говорить сейчас о каком-либо широком практическом применении искусственных элементов мы, конечно, еще не можем. Исключением являются только два случая: это использование искусственно полученных элементов, не существующих в природе, для освобождения внутриатомной энергии и применение многих искусственных радиоактивных изотопов обычных элементов в научной работе и медицине. В поисках более успешных способов ядерных превращений учёные нашли и другие «снаряды» для обстрела атомов. Были использованы протоны, нейтроны и другие частицы. Были подвергнуты бомбардировке атомы почти всех элементов менделеевской таблицы. К настоящему времени осуществлено множество самых разнообразных ядерных превращений. На этом пути учёные пришли к новым открытиям. Так, прежде всего, при обстреле атомов различных нерадиоактивных элементов были получены искусственные радиоактивные изотопы этих элементов. Некоторые из таких изотопов «жили» всего минуты и даже секунды. Все такие неустойчивые изотопы содержали в своих ядрах либо избыток, либо недостаток нейтронов по сравнению со своими устойчивыми напарниками. Например, ядро устойчивого, нерадиоактивного азота построено из 7 нейтронов и 7 протонов. А в ядре радиоактивного изотопа азота на 7 протонов приходится только 6 нейтронов. Наоборот, ядро радиоактивного изотопа натрия содержит в себе 13 нейтронов против 12, содержащихся в природном натрии. Так была найдена разгадка устойчивости и неустойчивости атомов различных элементов. Устойчивость атомного ядра зависит от того, в каком соотношении находятся в нём нейтроны и протоны. Только ядра с определёнными соотношениями числа нейтронов к числу протонов являются устойчивыми. Любое нарушение этих соотношений — и ядро атома становится радиоактивным. Распад ядра идёт до тех пор, пока в нём не восстановится нарушенное равновесие протонов и нейтронов[2, c. 14-15].

Изучая процессы внутриядерных  превращений, ученые пришли к ещё  более изумительному достижению. Они получили совершенно новые, не существовавшие в природе элементы.

Изучая воздействие быстрых  нейтронов на ядра различных элементов, учёные добрались и до последнего, самого тяжёлого элемента таблицы —урана. Ядро этого элемента имеет самый большой вес — 238 и самый большой заряд — 92. Когда атомы урана были «обстреляны» нейтронами, то оказалось, что нейтроны, поглощаемые ядрами урановых атомов, увеличивают массу этих ядер до 239. Полученный таким образом уран с весом 239 и зарядом 92, в отличие от своего изотопа 238 (природного урана), распадается очень быстро — в течение нескольких десятков минут. Уран 239 выбрасывает из себя не альфа-частицы, как природный уран, а бета-частицы, то есть быстрые электроны. В результате такого распада заряд ядра увеличивается до 93, а вес остаётся тем же — 239 (такие химические элементы, имеющие одинаковый атомный вес, но различный заряд ядра, называются изобарами, то есть «имеющими один и тот же вес»). Получился новый элемент с порядковым номером 93, которого нет в природе. Этот элемент был назван нептунием[2, c. 25].

Но нептуний также неустойчив. Из его ядер вновь вылетает по электрону. Получается новый элемент с зарядом 94 и весом 239 — плутоний. Этот элемент распадается уже медленно, как и уран, с выделением альфа-частиц. Подобным же образом были получены и еще четыре новых элемента. Все они получили название трансурановых элементов, то есть элементов, расположенных в таблице Менделеева за ураном. Так периодическая таблица элементов пополнилась в наше время шестью новыми элементами, созданными искусственным путём.

Производя опыты с «бомбардировкой» урана нейтронами, ученые установили также, что под действием нейтронов  с ядром урана могут происходить  и другие превращения, а именно —  в некоторых случаях ядро урана, захватив медленный нейтрон, раскалывается  на две половины. В результате получаются два новых ядра, например, ядра атомов элементов криптона и бария или  рубидия и цезия. Было установлено, что это происходит с ядром  изотопа урана, имеющего массу 235. И  вот что оказалось замечательным  при таком делении: во-первых, выделяется в короткое время огромное количество внутриядерной энергии, а во-вторых, из образовавшихся осколков урановых ядер вылетают новые освобождающиеся  нейтроны. Это последнее обстоятельство и явилось основой получения  и использования внутриядерной, или, как ее часто называют, атомной  энергии. Действительно, вылетающие из разбитого первым нейтроном ядра несколько новых нейтронов в  свою очередь способны вызывать деление  новых ядер и создавать тем  самым еще большее число «ядерных пуль»[2, c. 26-27].

Таким образом, стоит только расколоть одно единственное ядро урана 235, как уже дальше реакция расщепления  урановых ядер с массой 235 будет всё  нарастать и нарастать, не прекращаясь  до тех пор, пока разложится вся масса  урана 235 (происходит так называемая цепная реакция распада урановых ядер). А вместе с этим будет выделяться всё большая и большая энергия[2, c. 26].

Так изучение строения тел  природы, поиски ответа на вопрос, из чего построен мир, привели учёных к открытию и использованию грандиозной  энергии, заключённой в атомных ядрах. Атомная энергия в руках человека с одной стороны является могучим средством технического прогресса, а с другой источником смертоносных орудий.

Мы можем сделать вывод  о том, что древнейшая традиция алхимии  нашла свое развитие в современных  науках. Доказательством этому могут  служить открытия, сделанные учеными  в XX веке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение 

Итак, основными объектами изучения александрийской алхимии являлись металлы; именно в александрийской алхимии сформировалась традиционная металлопланетная символика алхимии. К числу практических достижений греко-египетских алхимиков следует отнести открытие явления амальгамирования металлов. Также алхимиками был усовершенствован способ извлечения золота и серебра из руд, для чего широко применялась ртуть. Был разработан способ очистки золота. У Болоса впервые сформулирована идея трансмутации металлов – превращения одного металла в другой, ставшая основной задачей всего алхимического периода.

Во время арабского этапа были созданы основные теории алхимии, разработан понятийный аппарат, лабораторная техника и методика эксперимента. Арабские алхимики добились практических успехов – ими выделены сурьма, получены уксусная кислота и растворы сильных минеральных кислот. Арабская алхимия, в отличие от александрийской, была вполне рациональна; мистические элементы в ней представляли собой скорее дань традиции. Важнейшей заслугой арабских алхимиков стало создание рациональной фармации, развившей традиции античной медицины.

Первым знаменитым европейским  алхимиком стал монах-доминиканец Альберт фон Больштедт. Он один  из первых европейских алхимиков детально описал свойства мышьяка. Бонавентура в одной из попыток получения универсального растворителя получил раствор нашатыря в азотной кислоте, который оказался способным растворять золото.

Главным результатом алхимического  периода, помимо накопления значительного  запаса знаний о веществе, стало  становление эмпирического (опытного) подхода к изучению свойств вещества. В целом алхимический период явился совершенно необходимым переходным этапом между натурфилософией и  экспериментальным естествознанием. Таким образом, алхимическая традиция охватывает значительный период. Адепты алхимии проводили множество экспериментов, разрабатывали особые методы для отделения и очищения разных металлов, приготавливали составы и сплавы с целью их использования преимущественно в медицинской практике. Помимо этого проводились исследования ядов, растений, растительных опьяняющих веществ и всего того, что можно было применять для лечения и оздоровления физического тела.  Считается, что именно алхимия дала толчок к развитию современной химии.

Безусловно, все достижения алхимиков сыграли значительную роль в развитии современной науки. Несмотря на то, что «алхимии» в  наше время не существует как науки, ученые все так же стремятся создавать  новые вещества и исследовать  их свойства. Так, например, нами было рассмотрено  несколько примеров во второй главе  нашей курсовой работы. И одним  из самых ярких примеров, конечно, является открытие атомной энергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Рогова Н.В.  Антропологический смысл алхимии. Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. филос. наук. – Ростов Н/Д., 2004.   
2. Рохмистров В. Алхимия как строгая наука// Книга алхимии. История, Практика. СПб.: Амфора, 2008.
3. Рябинович В.Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. — М.: Наука, 1979. – 266 с.
4. Юнг К.Г. Психология и алхимия / [Пер.с англ., лат. С.Л. Удовик] – М., 2008. – 587с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Персоналии

 

А. М. Бутлеров 19

Ал Джилдаки 14

Александр Македонский 6, 10

Альберт фон Больштедт 14, 15, 24

Аристотель 10

Арнальдо де Вилланов 15

Болос 8, 24

В.Л. Рябинович 4

Василий Валентинов 16

Гебер 11, 12, 16

Григорий I 9

Демокритос 8

Джованни Фиданца 16, 24

Диоклетиан 9

Дюринга 4

Зосим Панополит. 8

Иоанн XXII 14

К.Г.Юнг 3, 5

М.Бертело 3

М.Элиаде 3, 5

Д.И.Менделеев 22

Р.Генон 3

Разес 13

Раймунда Луллия 15

Роджер Бэкон 15

Е.А.Торчинов 5

Ф. Жолливе-Кастелло 3

Ю. М. Фирмика 6

 

 

Глоссарий

• Нейтрон - элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Атомные ядра состоят из нейтронов и протонов.
• Протон - частица с положительным зарядом, образующая в соединении с электроном атом.
• Электрон - стабильная, отрицательно заряженная элементарная частица, одна из основных структурных единиц вещества.
• Амальгама - жидкие или твёрдые сплавы ртути с другими металлами.
• Амальгамация - метод извлечения металлов из руд растворением в ртути.
• Ки́новарь - минерал, сульфид ртути. Самый распространённый ртутный минерал. Имеет алую окраску, на свежем сколе напоминает пятна крови.
• Ка́ломель - хлорид ртути.
• Очистки золота купелированием – нагреванием руды со свинцом и селитрой.