Представьте себе, что вы находитесь на борту корабля, затерянного в океанских просторах, или бредете по пустыне, где нет никаких заметных объектов или ориентиров. Как бы вы сумели объ­яснить свое точное местонахождение так, что кто-то смог бы разыскать вас? Именно для этой цели были введены понятия широты и долготы. С их помощью вас можно отыскать в любой точке на поверхности Земли, где бы вы ни находились.

Широта служит для определения местонахож­дения объекта по отношению к Северному и Юж­ному полюсам. На равном расстоянии между по­люсами пролегает воображаемая линия, называе­мая экватором. Это нулевая широта. Двигаясь от экватора к северу, мы попадаем в область север­ных широт, к югу — южных. Широты — это та­кие же воображаемые линии, протянувшиеся вок­руг Земли через равные промежутки. Они парал­лельны друг другу и экватору и поэтому называ­ются параллелями. Расстояние между этими ли­ниями измеряется не в километрах, а в градусах. Если круг поделить на 360 равных частей линия­ми, проходящими через центр круга, то угол между соседними линиями будет равен одному градусу. Для большей точности определения мес­та каждый градус делится на 60 минут, а каждая минута — на 60 секунд.

Северный полюс находится на 90 градусе се­верной долготы, а Южный — на 90 градусе юж­ной долготы.

Однако, чтобы точно определить какое-либо место на земном шаре, недостаточно знать его положение относительно севера и юга, но так­же — запада и востока. Для этого служат линии долготы. Поскольку не существует ни западного, ни восточного полюсов, то, следовательно, не су­ществует естественной точки отсчета. Давным-давно было решено, что линия нулевой долготы проходит через Гринвичскую лабораторию, нахо­дящуюся в Англии на восточной окраине Лондо­на. Линии долготы называются меридианами. Все они пролегают перпендикулярно экватору и пере­секаются друг с другом в двух точках на Север­ном и Южном полюсах.

К востоку от нулевого меридиана находится область восточных долгот, к западу — западных.

Тальк — это самый мягкий минерал из всех известных человеку. Он настолько мягок, что от целого куска легко соскребается при помощи ног­тей. Он представляет собой маленькие хлопья или чешуйки минерала, имеющие серебристо-белую или нежно-зеленую окраску.

В твердой форме тальк известен под названи­ем мыльный камень. В этом случае он представ­ляет собой минерал сероватого или зеленоватого цвета, часто покрытый бурыми пятнами, очень мягкий и жирный на ощупь.

Самый лучший тальк добывают в Пьемонте в Италии. Однако его залежи имеются во многих странах, в том числе Англии, Канаде, Германии, России и Зимбабве. Самые большие в мире запа­сы его находятся на Атлантическом побережье Соединенных Штатов.

Благодаря теплоизоляционным свойствам мыльного камня в прежние времена из него часто изготавливали кухонную утварь, за что он полу­чил название «горшечный камень». Он также ис­пользовался в качестве материала для труб и ра­ковин.

Так как мыльный камень плохо растворяется в кислотах, то пластинками из него обкладывают стенки и днища лабораторных сосудов, служащих для хранения едких жидкостей. Он плохо прово­дит электричество и поэтому находит применение в качестве изоляционного материала для распре­делительных щитов и других подобных объектов. Для облицовки им различных поверхностей ис­пользуется его свойство становиться более твер­дым при нагревании.

Древние египтяне вырезали из талька магиче­ские талисманы и амулеты и покрывали их цвет­ной лазурью.

Примерно три четверти всего производимого в мире талька идет на изготовление косметических средств, глазурованных плиток и других керами­ческих изделий, бумаги, резины и кровельных материалов.

Алюминий — серебристо-белый блестящий ме­талл, который примерно в три раза легче, чем железо. Из него можно вытягивать проволоку бо­лее тонкую, чем самые тонкие волосы, и изготавливать пластины толщиной с чертежный лист. Возможно, вас несколько удивит тот факт, что он является самым широко распространенным метал­лом на Земле. Он составляет примерно 8 процен­тов от всей массы земной коры.

Однако в природе алюминий никогда не встре­чается в чистом виде. Легко взаимодействуя с другими элементами и веществами, он образует соединения, входящие в состав почвы и горных пород. Многие прекрасные драгоценные камни — сапфиры, рубины, гранаты и другие — являются соединениями алюминия.

Долгое время проблема отделения алюминия от других веществ была весьма трудно разрешаемой, и поэтому он стоил очень дорого. В 1886 го­ду ученый-химик Чарльз Мартин Холл нашел де­шевый способ получения этого металла в боль­ших количествах. В расплаве криолита, являю­щимся соединением алюминия и натрия со фто­ром, он растворил небольшое количество окиси алюминия. Потом он поместил смесь в сосуд из гранита и пропустил через нее постоянный элект­рический ток. Через пару часов он обнаружил на дне сосуда маленькие блестящие «пуговицы», состоявшие из чистого алюминия. Этот способ до сих пор лежит в основе получения практически всего металлического алюминия, производимого в мире.

Криолит был найден только в Гренландии, од­нако он может быть получен искусственным пу­тем. Основным сырьем для производства алюми­ния служит его окись, входящая в состав бокси­тов. Их залежи имеются во многих регионах мира.

Алюминий — почти идеальный материал для изготовления кухонной утвари, поскольку он хо­рошо проводит тепло и легко очищается. Однако особенно широко он используется в самолетост­роении и при производстве двигателей машин.

Существует множество различных спиртов. Наиболее известным и распространенным среди них является этиловый спирт, содержащийся в алкогольных напитках.

Этиловый спирт производят из крахмала и са­хара. Его можно получать и из пшеницы, ржи, кукурузы, овощей и фруктов. Когда сырьем слу­жит крахмал, то вначале он превращается в са­хар, из которого затем при брожении и получают этиловый спирт. В Ирландии, например, спирт производят из картошки, а в США главным сырь­ем является черная патока.

Знаете ли вы о том, что спирт можно исполь­зовать в качестве топлива? Он даже может слу­жить заменой бензина в двигателях автомобилей. В этом случае его часто применяют в смеси с другими веществами. Так было во время Второй мировой войны в тех странах, где особенно остро ощущался недостаток бензина.

Хотя спирт легче воды, тем не менее эти две жидкости легко смешиваются в самых различных соотношениях, образуя растворы, замерзающие при более низкой температуре, чем вода. Такие смеси называемые антифризами и используются в радиаторах машин.

Спирт находит широкое применение в качест­ве растворителя, например, при изготовлении ла­ков. Он используется для приготовления обезбо­ливающих средств, таких как хлороформ и эфир, и в производстве многих веществ: красителей, ме­дикаментов, жидких мазей и уксуса.

Спирт является антисептиком, то есть обез­зараживающим и противогнилостным веществом, и поэтому в нем хранят многие поддающиеся порче образцы в музеях и больницах.

Платина — это металл, обладающий уникальны­ми свойствами. Его название происходит от испан­ского слова «плата», означающего «маленькое се­ребро», и дано ему из-за серовато-белой окраски.

Платина почти такая же пластичная, как и зо­лото. Кусочек этого металла весом в 30 г можно вытянуть в тонкую проволоку, такую длинную, что она протянулась бы через половину Европы от города Кельна в Германии до Москвы. Плати­на вдвое тяжелее свинца, и кубик из нее разме­ром 30 см в длину, ширину и высоту весил бы более 500 кг.

В природе платину находят в рудах вместе с дру­гими редкими металлами: рутением, палладием, ро­дием, иридием и осмием. Эти элементы называют­ся платиновыми металлами. Иногда она встреча­ется в земле вместе с золотом, серебром, медью, железом, хромом и никелем. Ее находят в виде маленьких зерен, вкраплений или самородков.

Впервые большие залежи платины были най­дены в Южной Америке в XVIII веке. Долгое время этот металл не находил особого применения и поэтому ценился невысоко. Однако потом, когда люди научились использовать его уникаль­ные свойства, цена на него стала резко возра­стать. К тому же содержание платины в земной коре настолько мало, что стоимость кубика, о ко­тором мы говорили, превышает на мировом рын­ке два миллиона долларов.

Особую ценность представляет стойкость пла­тины по отношению к окислителям (например, кислороду), кислотам и нагреванию. Платина плавится при температуре 1843 °С и растворяется только в смеси азотной и соляной кислот. Как правило, она используется в виде сплавов с пла­тиновыми металлами, серебром, золотом, медью, никелем или оловом.

Главной областью применения платины являет­ся ювелирная промышленность, однако она также используется для изготовления контактов в элект­рических цепях, аналитических весов и другого оборудования в научных лабораториях, в прибо­рах для точного измерения температуры и т.д.

Вы знаете, что все материалы на Земле поко­ятся на мощных гранитных плитах? Гранит — это твердая горная порода, которая является одним из основных материалов, образующих внешнюю часть земной коры.

Название «гранит» происходит от слова «гранум», означающего в переводе «зерно». Речь, од­нако, как вы сами понимаете, не идет о зернах пшеницы или ржи. Зернами называют кристаллы кварца, слюды, полевого шпата, роговой обманки и других минералов, являющихся составными ча­стями гранита. Цвет гранита может быть различ­ным. Чаще всего он имеет сероватую или розова­тую окраски, однако присутствие в нем примесей может изменить его окраску.

Гранит является вулканической горной поро­дой. Как правило, он образуется в глубинах Зем­ли при охлаждении расплавленной магмы. Маг­ма — это смесь различных минералов, внешне по­хожая на тесто.

Гранит формируется в горных регионах. Ска­лы на поверхности Земли, подобно огромному одеялу, предотвращают слишком быстрое остыва­ние магмы. Гранит оказывается снаружи только тогда, когда внешние покровы «выветриваются», то есть разрушаются под воздействием воды, вет­ра, льда или в результате перемещений в земной коре, когда гранитные глыбы выталкиваются на поверхность.

После этого, однако, уже сам гранит подверга­ется выветриванию. Первыми разрушаются кри­сталлы полевого шпата, превращающиеся в смесь глины и солей. Только кварц оказывается способ­ным устоять перед воздействием сил природы. Со временем от гигантских гранитных скал остаются лишь обломки и минеральная пыль, которые вместе с остатками живых организмов образуют почву.

Гранит — один из самых прочных строитель­ных материалов. Он идет на возведение фасадов больших зданий, монументов, а также на изготов­ление могильных плит и надгробий. Древние египтяне использовали его для строительства хра­мов и знаменитых пирамид.

Алмазы являются самыми твердыми вещества­ми на Земле. Согласно утверждениям ученых, они были образованы около 100 000 000 лет тому назад.

В то время в глубинах земли температура бы­ла значительно выше, чем теперь, и горные поро­ды находились в жидком состоянии. Земля посте­пенно остывала, и эта жидкая масса подвергалась воздействию чудовищного давления и высвобож­давшегося тепла. В результате образовались спе­цифические кристаллические структуры. Одной из них стали алмазы — кристаллы химического эле­мента углерода.

Двумя самыми интересными особенностями алмазов является их твердость и блеск.

Алмаз в пять раз тверже корунда, занимающе­го после него второе место по твердости среди всех веществ на земле. Благодаря этому обстоя­тельству обработка алмазов, предназначенных для ювелирных украшений, является чрезвычайно сложной и кропотливой работой. На первой ста­дии алмаз распиливают на части. Требуется большое мастерство, чтобы правильно найти линии, определяемые кристаллической структурой камня, вдоль которых его следует разделить. Затем по этим линиям при помощи другого заостренного на конце алмаза наносят узкий желобок. В полу­ченное углубление вставляют острую режущую кромку специального стального зубила и резко ударяют по нему. Если все было сделано пра­вильно, то алмаз — самое твердое вещество в ми­ре — легко распадется на две части в полном со­ответствии с замыслом мастера!

Если взглянуть на готовый алмаз повниматель­ней, то можно увидеть, что его поверхность со­стоит из множества граней — крошечных плоских участков, находящихся под углом друг к другу. Они обтачиваются при помощи быстро вращаю­щегося стального круга, на поверхность которого наносится алмазная пыль, смешанная с маслом. В среднем один бриллиант (так называется алмаз, имеющий ювелирную ценность) имеет 58 граней! Эта операция проводится для того, чтобы придать камню правильную форму и блеск.

Как известно, алмазы — это прекрасные драго­ценные камни. Таким образом, можно сказать, что красота алмаза определяет его привлекатель­ность и ценность в глазах людей. Кроме того, алмазы вообще и бриллианты в частности являются самыми твердыми веществами, известными чело­веку, и эта их твердость чрезвычайно полезна для людей. Следовательно, она также является мери­лом стоимости алмазов.

Почему же один алмаз обладает большей цен­ностью, чем другой? Алмазы, продающиеся в ювелирных магазинах, значительно отличаются по цвету и качеству (чистоте). Они бывают всех цветов радуги, причем некоторые цвета встреча­ются реже, чем другие. Больше других ценятся алмазы синего и красного оттенков и чистые бес­цветные камни. Другим фактором, в значительной степени определяющим стоимость алмаза, являет­ся его чистота. Алмазы могут быть чистыми, как капля воды, но могут обладать дефектами — по­вреждениями размером от маленькой точечки до большой трещины.

Известно, что некоторые алмазы обладали на­столько большой ценностью в глазах людей, что играли определенную роль в истории. Наиболее известным среди них является «Кох-и-нор (гора света)» — самый древний из известных на земле ал­мазов. Правители и государи многих стран так стре­мились завладеть им, что, начиная с 1400 года на протяжении пяти веков почти все военные втор­жения в Индию определялись этим желанием!

«Надежда» — алмаз необычайно голубого цве­та, весящий около 44 каратов,— также прошел через руки большого числа владельцев. Сущест­вует поверье, что этот камень приносит несчастье своему обладателю. Среди других известных ал­мазов следует отметить такие, как «Орлов», яв­лявшийся украшением короны русских царей, «Регент», хранящийся в Лувре в Париже, и «Куллинан», распиленный на части, вставленные в ко­рону и скипетр английских монархов.

Алмазы более низкого качества используются в производстве. Широко распространены алмаз­ные круги, с помощью которых затачивают режу­щие инструменты и шлифуют линзы. Промыш­ленные алмазы применяются также в сверлах, предназначенных для сверления камней.

Уран существовал на земле в течение милли­ардов лет, однако большинство людей узнало о нем лишь после создания ядерного оружия и атомных электростанций.

Уран — это один из самых тяжелых химиче­ских элементов. Он является металлом и его со­держание в земной коре выше, чем таких извест­ных издавна элементов, как ртуть и серебро. За­лежи урановых руд были обнаружены во многих регионах земного шара. Особенно велики их за­лежи в России, Канаде, США, Заире и некоторых других странах.

Чистый металлический уран блестит так же, как серебро. Однако, если его подержать несколь­ко минут на воздухе, то поверхность куска метал­ла тускнеет и приобретает коричневый оттенок. На нем образуется пленка оксида урана — соеди­нения урана с кислородом, а процесс ее образова­ния называется окислением. Пленка, образуясь на поверхности металла, препятствует проникнове­нию кислорода внутрь образца и дальнейшему развитию процесса окисления.

Главным отличием урана от подавляющего большинства других элементов заключается в том, что он обладает естественной радиоактивно­стью. Это означает, что атомы урана сами по себе постепенно изменяются, испуская при этом опре­деленные виды невидимых глазу лучей. Эти лучи бывают трех видов, называемых альфа-, бета- и гамма-излучениями.

В процессе изменений, претерпеваемых атома­ми урана, они превращаются в другой радиоак­тивный элемент. С новым элементом происходит то же самое, при этом выделяется новая порция излучения. Так проходит до тех пор, пока не об­разуется новый элемент, не являющийся радиоак­тивным.

В этой цепочке превращений имеется 14 ста­дий. На одной из них образуется хорошо извест­ный элемент радий, а на последней — свинец. Свинец — нерадиоактивный элемент, и поэтому на нем цепочка превращений заканчивается. Пол­ный процесс превращения урана в свинец занима­ет миллиарды лет.

Уран имеет несколько изотопов. Изотопами называются атомы одного и того же элемента, имеющие различный атомный вес, который ука­зывается цифрами после названия элемента. В ка­честве материала для атомных бомб и топлива для атомных электростанций используется уран-235. Другой элемент — плутоний, применяемый для тех же целей,— не существует в природе, и его получают из урана при помощи специальных устройств.

Все живые существа нуждаются в азоте, ибо он играет важную роль в организме растений, че­ловека и животных.

Азот входит в состав белков, являющихся строительным материалом для человеческого те­ла. Без этих веществ никто не может расти, зале­чивать раны и заменять отмирающие ткани.

В воздухе, которым мы дышим, содержится 78 процентов азота, на каждый квадратный километр поверхности Земли приходится около 12 500 000 тонн азота.

Азот — это газ без цвета, вкуса или запаха. Он лишь чуть-чуть растворяется в воде. При очень низкой температуре или высоком давлении он превращается в жидкость. В условиях обычно­го атмосферного давления азот становится жид­ким при температуре —210 °С.

Казалось бы, при наличии такого количества азота в воздухе у живых существ не должно воз­никать проблемы с его получением. Однако в действительности в природе лишь растения из се­мейства бобовых способны поглощать азот из воздуха. Все остальные живые организмы, в том числе и люди, не могут усваивать чистый азот. Для получения необходимого азота люди едят белковую пищу, приготовленную из некоторых видов растений или травоядных животных.

Когда мы дышим, то вдыхаем азот, содержа­щийся в воздухе. Но азот, в отличие от кислоро­да, совершенно не усваивается нашими легкими, и мы просто выдыхаем его обратно. Однако нали­чие азота в атмосфере способствует тому, что мы не поглощаем слишком много кислорода. Избы­ток последнего является ничуть не менее опас­ным, чем его недостаток.

Что же касается других живых существ, то они получают азот также в виде соединений с други­ми элементами: растения — из почвы, живо­тные — из растений или из других животных.

Азот с очень большим трудом взаимодействует с другими элементами. Например, с кислородом в природе он реагирует только при вспышках молний во время грозы, создающих исключительно высокую температуру.

Углерод — это химический элемент, имеющий чрезвычайно важное значение для любого живого существа. Во всей материи, существующей на Земле, на его долю приходится менее одного про­цента, однако он содержится в любом организме, живом или уже мертвом. Тело любого живого су­щества построено из веществ, имеющих в своем составе углерод, и наличие его в том или ином месте на земле, даже в небольшом количестве, может указывать на то, что там когда-то сущест­вовала жизнь.

Растения добывают углерод из углекислого га­за — двуокиси углерода — содержащегося в ат­мосфере, и используют его как строительный ма­териал для корней, стеблей и листьев. Животные получают его, поедая эти растения. И те, и дру­гие выделяют его в воздух в виде все той же дву­окиси углерода при дыхании, а в почве он накап­ливается при разложении тел умерших существ.

Из всех форм существования чистого углерода наиболее известным и, возможно, наиболее цен­ным для людей является уголь. Он примерно на 4/5 состоит из углерода, а остаток составляют во­дород и другие элементы.

Ценность угля проистекает из химических свойств углерода, главным из которых является то, что он охотно взаимодействует с кислородом. Этот процесс протекает при сжигании угля на воздухе, при этом выделяется большое количест­во тепловой энергии, которую можно использо­вать для самых различных целей.

Однако углерод в неживой природе можно об­наружить не только в виде угля. Две другие формы его существования в чистом виде, резко отли­чающиеся друг от друга,— графит и алмаз. Гра­фит очень мягкий и жирный на ощупь. Он служит прекрасным смазочным материалом для многих механизмов. И еще, как вы знаете, из него изго­товляют грифели карандашей. В этом случае гра­фит смешивается с глиной для уменьшения его мягкости. Алмазы, напротив, являются самыми прочными из веществ, известных человеку. Их используют для создания особо прочных резцов, а также ювелирных украшений.

Атомы углерода могут образовывать связи между собой и с атомами других элементов. В ре­зультате получается огромное множество углерод­ных соединений. Одним из наиболее простых яв­ляется уже упомянутая двуокись углерода, обра­зующаяся при сжигании углерода в кислороде или на воздухе. Окись углерода или углекислый газ, являющийся ядовитым для людей и живо­тных, образуется, если углерод горит в атмосфе­ре, где имеется недостаток кислорода.

С большим трудом углерод реагирует с други­ми элементами или веществами. Как правило, это происходит при достаточно высокой температуре.

Многие люди считают молоко едва ли не са­мым лучшим продуктом из тех, которые мы употребляем в пищу. Узнав, сколько полезных для вашего организма веществ содержится в нем, вы поймете, почему это так.

Одной из главных составляющих молока явля­ется белок, необходимый для укрепления мышц и восстановления их после тяжелой работы. Дру­гой — жир, вместе с которым в ваше тело посту­пает энергия. Этот жир, как легко догадаться, на­зывается молочным. Если в молоке имеются гло­булы (маленькие, имеющие форму шара, частич­ки жира), то из него можно делать масло.

В молоке также содержится сахар — углеводо­род, являющийся другим источником энергии. Он называется лактоза. Он не столь сладок на вкус, как сахар, получаемый из тростника или сахарной свеклы, зато легче, чем все остальные, усваивае­мые организмом человека.

Молоко снабжает организм и важными мине­ральными солями. Они требуются человеку для укрепления костей и производства свежей крови. Особенно много содержится в молоке фосфора, кальция, причем последнего в нем больше, чем в любой другой пище.

Кроме того, в молоке присутствует железо, медь, марганец, магний, натрий, калий, хлор, йод, кобальт и цинк. И этот список еще отнюдь не по­лон! Молоко обеспечивает нас и многими витами­нами. В нем велико содержание витаминов В2, А, В1 и, кроме того, С и D в минимальных количе­ствах. Разумеется, в молоке содержится много во­ды. Однако примечателен тот факт, что несмотря на то, что молоко — жидкий продукт, в нем на каждый литр приходится 110 г твердого вещества.