среда, 21 мая 2014 г.

Рудольф Хаушка. УЧЕНИЕ О СУБСТАНЦИИ. Углерод

VI. УГЛЕРОД, ВОДОРОД И КИСЛОРОД

Крахмал, сахар и целлюлоза, — словом, типичные растительные субстанции, - это углеводы. Каждая из этих трех субстанций, распадаясь под действием жара, дает уголь и воду. Далее мы знаем, что вода при сильном нагревании или под действием электрического тока распадается на водород и кислород. Так что в качестве элементов углеводов мы можем рассматривать три вещества: углерод, водород и кислород. По существу, употребленное нами выражение неверно, ибо из этих элементов мы не можем снова получить углевод и построить растение, как этого следовало бы ожидать, употребляя слово «элемент». Напротив мы всегда должны иметь в виду, что здесь идет речь о продуктах распада - в некотором смысле о трупе — и что такое их определение было бы более к месту, чем слово «элемент».

Несмотря на это, в этих веществах и в их химически-физических отношениях мы снова можем найти следы прежней жизни. В последующем они должны быть описаны, чтобы стало наглядным их вчленение в связи высшего порядка.

Углерод

Уголь, остающийся при обугливании всякой органической субстанции, в своей структуре имеет черты остова (каркаса). Кусок древесного угля отчетливо сохраняет на распиле нитяное строение и общую организацию прежней древесины. В самом деле, углерод — основа строения всей органической природы. Всякая органическая субстанция оставляет после себя углеродный скелет. В химии характер углерода проявляется очень наглядно. Каждый еще из школьного курса знает, что вся органическая химия построена на углероде. Этот факт объясняется структурной химией таким образом, что углерод способен соединяться с самим собой. Каждый атом снабжен силовыми связями.

Кислород имеет, например, две так называемые валентности, то есть две силовые связи, которые дают ему возможность соединяться, например, с водородом, а не с самим собой. Таким образом получается структурная формула воды:
H - О - H (H2O).

Углерод снабжен четырьмя силовыми связями, то есть один атом углерода способен соединяться с четырьмя атомами водорода, образуя молекулу углеводорода (метана):
Но атом углерода имеет исключительнейшую способность соединяться не только с водородом и другими элементами, но и самим собой, то есть атом углерода соединяется с таким же атомом углерода.

Таким же образом возможно бесчисленное количество вариаций и комбинаций молекулярных структур. Здесь можно привести только четыре примера известных веществ, чтобы увидеть, как эта своеобразная способность углерода создает возможность для образования цепочек, колец и для всевозможных разветвлений молекулярной структуры.

Углерод действительно проявляет себя как скелет всех этих образований. Обозначение «углеродный скелет» употребительно также в структурной химии.

Интересно сравнить число образованных таким образом углеродных соединений с числом
соединений остальных 72 или более элементов. Углерод, который кроме соединений с самим собой соединяется еще почти только с водородом, кислородом и азотом, дает несколько миллионов различных веществ, тогда как общая неорганическая химия остальных элементов, - то есть весь минеральный мир, - несколько десятков тысяч. Этот удивительный факт отсылает нас к необычной организующей и структурирующей силе углерода, ибо можно как угодно думать об атомах и структурной химии: как реальность за ними стоит образующая сила углерода.
Не кто иной, как сам Кекуле, творец современной структурной химии, с достойной благодарности ясностью довел до сознания химиков границы между гипотезами и фактами в отношении к формулам. Он показал, что относительные числа соотношения весов в соединениях (Авогадро) имеют сами по себе ценность факта, и что буквы химических формул можно рассматривать как простейшее выражение этого факта. «Но если буквам, входящим в формулу, придать другое значение, если рассматривать их как выражение атомов и атомных весов элементов, как это по большей части сейчас и происходит, тогда встает вопрос: как велики или как тяжелы атомы? Поскольку атомы не могут быть ни взвешены, ни
измерены, то очевидно, что только спекуляции могут привести к принятию определенных атомных весов».
Мы будем находиться в полном согласии с Кекуле, если химическую формулу мы будем
рассматривать как образ ритмических процессов и сил и, в особенности, в химии углерода будем видеть в образе структурной формулы отражение формирующих сил углерода.

Помимо этого, углерод имеет особо примечательное свойство в отношении к железу. Это металл, который посредством своих центростремительных сил особенно связан с Землей. Это будет еще уточнено в последующих главах. Поскольку углерод является земной формирующей основой всякой живой субстанции, не удивительно, что есть родство между углеродом и железом.
Вообще известно, что расплавленное железо способно растворить в себе большое количество
углерода, как чай - сахар. Но уже небольшое количество углерода преобразует железо и из мягкого, ковкого железа делает хрупкий и колкий чугун или эластичную сталь. От величины добавки углерода и вида охлаждения зависит, какой сорт железа мы при этом получим. Замечательно, что и здесь углерод выполняет функции отвердения и фиксирования формы.

С другой стороны, при определенных условиях железо превращает углерод в алмаз. Если углерод растворить в раскаленном добела железе, а потом резко остудить, то растворенный углерод выделится в виде маленьких алмазов. Алмаз - это чистый углерод, твердейшая, но также прозрачнейшая субстанция на Земле.
Углерод, производитель форм, находится также в воздухе в виде углекислого газа. Это тяжелейшая часть нашей атмосферы. Поэтому он находится, по большей части, в глубоких расселинах, и часто он покрывает — как в Собачьем озере — поверхность земли подобно озеру.
Растение усваивает этот углерод и использует его для построения своей формы. Повсюду мы видим, как углерод благодаря своей активности все процессы фиксирует в формы. Поэтому углерод в истинном смысле слова может быть назван земным веществом.

Комментариев нет:

Отправить комментарий