Если вы когда-нибудь гуляли по пляжу, то, вероятно, видели морские ракушки, лежащие на песке, куда они были выброшены волнами. Такие ракушки почти всегда пусты — это бывшее жили­ще некоторых умерших морских животных.

Между прочим, ракушки находят и в лесистой местности, и в реках, и в прудах. Когда люди го­ворят о ракушках, они обычно имеют в виду мяг­котелых животных, известных под названием «моллюски».

Большинство моллюсков имеют раковину, за­щищающую их мягкое тело. Раковина — это ске­лет моллюска. Это часть животного, и моллюск прикреплен к ней мускулами. Мягкий моллюск внутри никогда не покидает своего «дома».

Раковина сделана из известняка самим моллю­ском. Определенные его железы могут забирать известняк из воды и откладывать его мельчайшие частички на краях или вдоль внутренней части раковины. Поскольку моллюск внутри растет, то и раковина увеличивается в размерах. Вы можете видеть линии роста, которые отмечены рубчиками (утолщениями), идущими параллельно внешнему краю раковины. Вы, вероятно, замечали такие линии роста на раковинах устриц. Появление других рубчиков вызвано рубчиками на «мантии» моллюска или мускулами его тела.

Раковина моллюска состоит из трех слоев. Внешний покрыт слоем рогового вещества, в со­ставе которого нет извести. Под ним — слой кар­боната кальция. Внутренний слой — «мать жемчу­га», или перламутр. Он состоит из очень тонкого слоя карбоната кальция и рогового вещества.

Окраска раковины зависит от цвета вещества выделяемого некоторыми железами моллюска. Поэтому ракушка может быть в крапинку, одно­цветной или раскрашенной полосками и линиями. Некоторые ракушки такие крошечные, что их можно разглядеть только через увеличительное стекло, в то же время гигантский морской мол­люск может быть до метра длиной.

Давайте сначала выясним, что такое коралл. Кусок коралла — это спрессованные скелеты кро­шечных морских животных, которые называются «коралловые полипы».

Скелет полипа растет снаружи его тела. Он по форме похож на чашу, служит для поддержания и защиты тела полипа и растет вместе с организ­мом. Когда полип умирает, его скелет остается. Коралловые рифы и острова создаются из милли­ардов и миллиардов таких крошечных скелетов.

Колония кораллов состоит из живых кораллов. Каждый из них прикреплен к основе — к скале, например, или скелетам более ранних поколений кораллов. Колонии кораллов можно найти во всех морях, но кораллы, из которых создаются рифы, обитают только в теплых, чистых, мелких водах. Глубина около 45 метров — самая лучшая для них, хотя в некоторых районах мира корал­ловые рифы поднимаются с огромных океанских глубин. Загадка, как образуются коралловые ри­фы, была разгадана знаменитым естествоиспыта­телем Чарльзом Дарвином.

Дарвин знал, что земная поверхность изменя­ется. В одних местах возникают горы, в других земная кора опускается. Когда он изучал корал­ловые рифы, то заметил, что их можно разделить на три вида: окаймляющие рифы, барьерные ри­фы и атоллы (то есть коралловые кольца). Обоб­щив всю эту информацию, он предложил следую­щую теорию.

Вулканический остров образуется там, где подводный вулкан поднимается над поверхностью воды. В мелководье вокруг острова кораллы об­разуют окаймляющий риф. Со временем вулкан затихает, остывает и начинает погружаться в мо­ре. В результате окаймляющий риф отделяется от острова широким каналом воды и, постепенно разрастаясь, превращается в барьерный риф.

Если же вулкан погружается в воду полностью и исчезает, на поверхности остается только ко­ралловый риф. Теперь он называется атолл, или кольцо кораллов, окружающих лагуну. К тому же сегодня мы знаем, что берега острова могут за­топляться и подниматься так же, как может под­ниматься и опускаться уровень океана. Все эти изменения помогают объяснить причины возник­новения коралловых рифов.

Алюминий — это металл, который чаще всего встречается в земной коре: он составляет 7—8 процентов земной коры. Но алюминий не сущест­вует в природе в чистом виде. Он находится в со­единении с другими химическими элементами, со­став которых очень трудно разложить. Наиболее важная алюминиевая руда — это боксит, разно­видность глины. Он содержит от 40 до 60 процен­тов окиси алюминия.

Алюминий имеет ряд качеств, которые делают его полезным для многих изделий. Алюминий — легкий, весит втрое меньше таких металлов, как железо, медь, никель, цинк. Алюминий хорошо проводит электричество, а также хороший тепло­вой проводник, поэтому в технике его часто ис­пользуют в радиаторах систем охлаждения. Алю­миний сопротивляется коррозии: когда он нахо­дится на воздухе, то сразу же вступает в реакцию с кислородом, образуя тонкую, прочную бесцвет­ную пленку, которая защищает металл от даль­нейшего химического воздействия, предотвращая коррозию.

По этим и другим причинам алюминий используется при изготовлении фольги. Фольга — это слой любого металла, толщиной около 0,127 мм или меньше. И чтобы раскатать металл до та­кой толщины, необходимы механизмы с огромной точностью. Даже самые небольшие изменения толщины выделяются на фольге. Различные виды прокатных станов изобретены для раскатки алю­миния и других металлов, где нужна точная тол­щина.

Алюминий так податлив, что может быть рас­катан в листы фольги толщиной 0,005—0,008 мм. Для этого используется чистый алюминий. Но в основном и для большей крепости фольги исполь­зуются алюминиевые сплавы. В данном случае другие металлы соединяются с алюминием.

Алюминиевая фольга, которая используется дома, устойчива к влаге и газу, предохраняет от жира, она не имеет запаха и вкуса, устойчива к коррозии, отражает тепло и не пропускает свет.

Во-первых, сплав — это металл, который по­лучается в результате смешивания нескольких ме­таллов при плавке. Основой оловянно-свинцового сплава является олово. Оно обычно смешивается со свинцом в следующих пропорциях: 6 или 4 ча­сти олова на 1 часть свинца.

Такой сплав получали в течение тысяч лет, хотя трудно назвать более точную дату. Говорят, что он был известен древним китайцам, египтя­нам и грекам. Древние римляне также изготовля­ли его.

Обычно упоминание об оловянно-свинцовом сплаве ассоциируется с Англией, и для этого есть своя причина. В Корнуолле были шахты с зале­жами высококачественного олова. Англия выплав­ляла его с древних времен, и олово из Корнуолла использовалось для изготовления таких сплавов в других частях Европы.

Оловянно-свинцовый сплав использовался для трех основных целей: для изготовления церков­ной посуды, для домашних и для общественных нужд. Чаши для причастия, сделанные из оловянно-свинцового сплава, использовались в церковных службах в Англии со средних веков.

В Англии же этот сплав стал широко исполь­зоваться и для изготовления тарелок и чашек. Но со временем богатые стали предпочитать посуду из серебра, а средние классы использовали оловянно-свинцовый сплав вместо серебра.

Во Франции такой сплав использовался для изготовления бокалов и кубков, тарелок, солонок и кастрюль начиная с XIV века.

В Германии промышленное производство оловянно-свинцового сплава возникло в XIV веке, и почти в то же время его стали выплавлять в Бельгии, Голландии, Швейцарии, России и скан­динавских странах.

В Соединенных Штатах в ранний колониаль­ный период его больше применяли для домашних нужд. Некоторые изделия относятся к XVII веку, но наибольшее количество сплава производилось между 1750 и 1850 годами, когда он шел на изго­товление любой домашней утвари.

Оловянно-свинцовый сплав выплавляли в Ки­тае, Корее и в Японии более 1000 лет тому назад.

Хром — это металл. Он твердый и ломкий и очень устойчив к коррозии. Он серебристо-белый, а после полировки приобретает блеск. Он плохо проводит электричество и тепло.

Хром нельзя обнаружить в природе в виде ме­талла. Он содержится в нескольких минералах, большинство их ярко окрашены, но хром выделя­ют лишь из одного минерала. Это тяжелый чер­ный минерал, называемый хромитом. Самые большие месторождения этого минерала обнару­жены в Южной Африке, в России, на Филиппи­нах и в Зимбабве.

Многие из нас знают хром только потому, что он используется как блестящее покрытие на авто­мобильных бамперах и других металлических предметах. Но в действительности самое важное использование хрома — это стальные сплавы. При добавлении небольшого количества хрома сталь становится крепче, тверже и более устойчивой к коррозии.

Хром — важная часть нержавеющей стали, так как нержавеющая сталь широко используется там, где необходима устойчивость против коррозии. Например, нержавеющая сталь с хромом исполь­зуется для изготовления ножей, вилок, ложек, ка­стрюль, кухонных раковин, прилавков, инстру­ментов, молочного оборудования и даже хирурги­ческих инструментов.

Хром используется для нанесения блестящего покрытия на металлические предметы. Это по­крытие получается в процессе, называемом галь­ванопокрытием. Хромированное покрытие вначале использовалось для украшения и защиты ча­сов, ювелирных изделий и домашней утвари. Из­готовители машин начали делать его на бамперах и во внутренней отделке примерно с 1925 года. В наши дни хромирование используется прежде все­го в автомобильной промышленности.

Части машин, которые сильнее всего изнаши­ваются и подвергаются трению, такие, как пере­даточные механизмы и поддерживающие поверх­ности, часто покрывают хромом. Такие покрытые хромом движущиеся части могут работать без смазки маслом.

Хромовые соли используются для дубления кожи и окрашивания ткани. Многие ярко окра­шенные составные части хрома используются в красках. Итак, вы видите, что хром — один из са­мых полезных для человека металлов.

Уран — это металл с таинственными свойства­ми. Он дает человеку ключ, который открывает потрясающую энергию атома. Природная радио­активность урана лежит в основе широкого, по­рой удивительного использования его в медицине, сельском хозяйстве, промышленности и биологии.

Кусочек чистого урана выглядит так же, как кусок серебра или стали. Но он удивительно тя­жел для своего размера. 0,3 м3 урана весит боль­ше полутонны. Уран — самый тяжелый элемент, найденный в природе.

Уран имеет две необычные особенности. Это радиоактивность, которая означает, что его атомы медленно разрушаются, выделяя энергию в виде радиации. Некоторые из его атомов способны к ядерному распаду, то есть они могут взрываться и делиться на две части, выделяя огромное количество энергии. Расщепление урана — это основа атомных станций и ядерного оружия.

Химически уран очень активен. Кусочек ура­на, подвергнутый действию воздуха, быстро при­обретает черноватую оболочку. Эта оболочка — соединение урана и кислорода воздуха. Уран также образует важные соединения с многими други­ми элементами.

Уран широко распространен в маленьких ко­личествах, но ни разу не обнаружен в природе в чистом виде. Выделение урана из руд — очень долгий и сложный процесс.

Заводы обрабатывают сотни тонн руды в день, но из каждой тонны получают лишь несколько килограммов урана.

Вначале руду измельчают и просеивают. Затем ее подвергают воздействию различных химикатов, чтобы очистить от загрязнения. Затем руда про­ходит через много очищающих процессов, пока не останется яркое, похожее на глину вещество, называемое «желтый торт». Эта хорошо очищен­ная форма урана подвергается дальнейшей очист­ке, чтобы только маленькая фракция природного урана могла расщепляться.

Килограмм урана содержит столько же энер­гии, сколько ее содержит 3 миллиона килограм­мов угля! В ядерных реакторах разрушаемые ато­мы урана выделяют огромное количество тепла, так как происходит цепная реакция. Это тепло может быть использовано для вращения турбины, которая управляет электрическим генератором.

Есть три причины, почему люди всегда ценили золото: красота, химическая инертность и ре­дкость. Если бы железо было бы таким редким, как золото, оно, вероятно, ценилось бы так же высоко.

Золото — мягкий, желтый металл. Это один из самых тяжелых химических элементов. 200 см3 этого металла весит более 540 кг. Золото — один из наиболее легкообрабатываемых металлов. Зо­лото легко приобретает любую форму: один грамм золота можно превратить в пластинку пло­щадью почти 2 м2.

В отличие от других металлов, золото не туск­неет на воздухе. (Вы знаете, что происходит с се­ребром, например, когда оно долго лежит откры­тым.) Золото остается ярким и не теряет свой блеск. И, вероятно, это первая причина, почему люди высоко ценили золото. Золото также явля­ется одним из наименее химически активных ме­таллов. Оно вступает реакцию лишь с нескольки­ми кислотами.

Золото всегда использовали в качестве денег. Хотя чеканились монеты и из других металлов, их ценность всегда была под сомнением, а цен­ность золотых монет — никогда.

До 1914 года золотом измеряли почти всю ва­люту в мире. Это означает, что доллары США, франки Франции, марки Германии и т.д. имели установленную цену в соотношении к золоту. В любое время валюту можно было поменять на зо­лото. Эту систему называли золотой стандарт, и хотя она уже не используется, но золото до сих пор играет важную роль в международной торговле. Золото используется как резерв, который обеспечивает внешнюю торговлю страны.

Золото используется повсеместно. Около 10 процентов золота, производимого каждый год, используется ювелирами. Золото используется в стоматологии. Так как золото хорошо проводит электричество, оно используется в определенных типах электрических контактов.

Редкость золота поддерживает его цену. Се­годня чуть больше половины добываемого золота идет из Южной Африки. Самые богатые место­рождения золота в мире были обнаружены там в 1886 году.

Вероятно, первым металлом, который узнал человек, было золото. По тому, как оно встреча­ется в природе, человек узнал о нем и оценил его задолго до исторических времен. Как же находят золото?

Хотя золото считается ценным и редким, его много в природе. Беда в том, что в большинстве случаев месторождение золота невыгодно для раз­работки, потому что в нем недостаточно металла. Например, морская вода содержит небольшое ко­личество золота. Но его так мало, что никто не знает, как выделить золото из воды. Но в океанах так много воды, что общее количество золота в них могло бы составить десять миллиардов тонн.

Золото встречается в двух формах: самород­ное, что означает, что оно не имеет примесей других минералов; и соединенное с рудами других металлов. Самородное золото чаще всего встречается в кварцевых жилах или в пластах железного колчедана.

Иногда кварц или колчедан подвергаются дей­ствию воды и ветра. Частички камней, окружаю­щие крупинки золота, отмываются, раскрывая крупинки и самородки чистого золота.

Самородки постепенно вымываются на дно до­лин и смешиваются с песком и гравием. Такое золото называется «наносным» или «рассыпным». Когда человек впервые обнаружил золото, оно было рассыпным. Частички золота имеют разную величину — от крошечных пылинок до больших самородков, таких, как найденный в Австралии самородок «Желанный незнакомец», имеющий вес около 70 кг.

Золото часто находят в рудах других метал­лов. Серебро почти всегда содержит частички зо­лота. Медные руды тоже часто находятся в соеди­нении с золотом.

Сегодня золото добывается теми же способа­ми, что и другие металлы. Глубокая яма, называ­емая шахтой, прорывается вглубь земли к зале­жам золота. Она может быть больше километра в глубину! Затем руда взрывается, грузится на те­лежки, подвозится к стволу шахты и поднимается на поверхность. Она измельчается до мелкого пе­ска, называемого пульпой, и далее химическим воздействием золото отделяется от другого веще­ства.

Три основные золотодобывающие страны ми­ра — это Южная Африка, Россия и Соединенные Штаты.

Жадеит — это полупрозрачный драгоценный камень. Человек ценит его уже тысячи лет. В ки­тайском языке слова «жадеит» и «драгоценный камень» — одно и то же. Английское слово «жадеит» произошло от испанского выражения, которое оз­начает «камень-колика». Испанцы называли его так, потому что они верили, что жадеит излечива­ет желудочные боли.

Жадеит — это, собственно говоря, один из двух минералов — жадеит или нефрит. Они на­столько похожи друг на друга, что только эксперт сможет различить их. Жадеит немного тверже не­фрита. Он также имеет полупрозрачный блеск и обладает большей цветовой гаммой.

Жадеит в своем чистом виде — белого цвета, но в нем достаточно много минеральных приме­сей, которые делают жадеит ярко-желтым, крас­ным или одним из многих оттенков зеленого. Наиболее желаемый оттенок — это изумрудно-зе­леный (или «императорский») жадеит, который может быть почти прозрачным. Эта разновид­ность была найдена в Бирме.

Из-за того, что жадеит жесткий и твердый ка­мень, первобытные люди использовали его для изготовления топоров, молотков, ножей и других полезных инструментов.

Позже люди использовали его для изготовле­ния чаш, резных украшений, драгоценностей и амулетов.

Жадеит настолько твердый, что его трудно об­рабатывать: стальные резцы не возьмут, поэтому используются песчаные материалы, которые трут поверхность, пока она не стирается. На изготов­ление простой вазы может потребоваться 2—3 го­да работы.

В Мексике были найдены обработанные кусоч­ки жадеита, которым по крайней мере 3500 лет. Первые люди в Центральной Америке использовали некоторые жадеиты как инструменты, но ис­пользовали этот камень большей частью для ре­лигиозных целей. Ацтеки считали, что жадеит стоит во много раз дороже своего веса в золоте.

Китай — страна, где жадеит имеет большую важность. 3000 лет китайцы делают прекрасную резьбу по жадеиту. Китайцы восхищаются жадеи­том так сильно, что те, кто могут себе это позво­лить, всегда носят маленькие кусочки с собой. Они верят, что, когда жадеит перебирают пальца­ми, некоторые его скрытые силы стираются.

В древние времена различные драгоценные камни различались лишь по их цветам. Название «рубин» было дано всем камням красного цвета. Все зеленые камни назывались изумрудами. А все голубые назывались сапфирами.

Позже заметили, что некоторые драгоценные камни тверже других и дольше сохраняются. Ус­тановилось, что ценность драгоценного камня за­висит не только от его цвета, блеска и редкости, но также и от твердости.

Все самоцветные камни называются драгоцен­ными. Но, строго говоря, слово «драгоценный» используется только по отношению к четырем наиболее ценным камням — алмазу, рубину, изумруду и сапфиру. Остальные ценные камни называются полудрагоценными.

Изумруд — один из самых мягких драгоценных камней. Он является разновидностью берил­ла В своем идеальном виде изумруд богатый, чи­сто зеленый. Но безупречные камни встречаются редко и поэтому очень дороги.

В древние времена все изумруды добывали в шахтах Египта. Эти шахты работают по сей день. Но количество добываемых изумрудов невелико. Лучшие изумруды в наше время добываются в шахтах около столицы Колумбии — Боготы. Есть залежи изумрудов на Урале в России и в Зальцбургских Альпах. Несколько прекрасных изумру­дов было найдено в Северной Каролине. А более недавние находки изумрудов были сделаны в Трансваале (Южная Африка).

Существует много легенд об изумрудах. Одна из них говорит о том, что чаша Грааля, из кото­рой пил Христос в последнюю вечерню, была вы­резана из огромного изумруда. Считалось, что изумруд имеет лечебную силу — вылечивает эпи­лепсию. Согласно другой старой легенде, изумруд наделял своего хозяина даром предсказания буду­щего. Говорили, что, всматриваясь в зеленую глу­бину, вы можете увидеть вещи, которые произой­дут с вами.

Самый большой известный не распиленный изумруд имеет 5 см в длину и 5 см в диаметре.

Представьте, что алмазы были бы не такой ре­дкостью. Представьте, что они стоили бы недоро­го и каждый мог бы их купить. Оставались бы ал­мазы такими же ценными?

Две вещи могли бы заставить людей по-преж­нему стремиться иметь алмазы. Первая — это то, что алмаз — наиболее твердое вещество из изве­стных человеку, поэтому алмазы были бы по-прежнему необходимы в промышленности. Вто­рая — это то, что алмазы были бы так же пре­красны, и поэтому люди наслаждались бы, рас­сматривая их.

Алмазы — это результат процесса, происходя­щего в природе. Миллионы лет назад на земле постепенно становилось холоднее. В то время под землей находилась масса горячей расплавленной жидкой горной породы. Эта масса подвергалась сильной жаре и давлению. В результате этого мо­лекулы углерода скреплялись вместе в плотные чистые кристаллы. Алмаз — это просто кристалл чистого углерода.

Когда алмаз находят в «грубой» форме, его внешняя поверхность довольно некрасива. Потом человек превращает его в знакомый нам сверкаю­щий драгоценный камень. Большинство алмазов распиливаются на две части, и каждой половине придают форму круглого алмаза, называемого бриллиантом.

Затем на алмазе нарезают небольшие грани. Средний алмаз имеет 58 или более граней. И эти грани делают алмаз сверкающим.

Причина этого в том, что у алмаза очень высокая отражающая способность. Это означает, что, когда свет попадает на него, алмаз отражает свет силь­нее, чем другие вещества. Свет вместо того, что­бы пройти через алмаз, отражается от него. Поэ­тому большее количество света возвращается в наши глаза, когда мы смотрим на алмаз, и он вы­глядит более сверкающим. Алмаз также разлагает свет на цвета, его составляющие, поэтому гово­рят, что алмаз «горит».

Знаете ли вы, что алмазы не носили в ка­честве украшений до 1430 года, когда францу­женка Агнесса Сорель положила начало этому обычаю?

Когда мы идем ночью по главной улице горо­да, мы видим обилие разноцветных лампочек на магазинах и рекламах. Мы считаем их неоновыми лампами.

Но на самом деле не все они действуют на ос­нове газа неона. Другие газы, такие, как гелий, аргон, криптон и ксенон, также используются в лампочках. Каждый газ дает свой цвет света, когда он взаимодействует с раскаленной спиралью электрической лампочки.

Цвет света также варьируется в зависимости от температуры, давления и электрического на­пряжения. Неон дает красно-оранжевый цвет; ар­гон дает красновато-синий цвет; гелий — белый желтый или иногда фиолетовый; криптон — жел­тый, зеленый или бледно-фиолетовый; ксенон — или синий, или сине-зеленый.

Когда электричество проходит через неон, атомы газа излучают свет. Энергия электрическо­го тока сдувает электроны с некоторых атомов неона. Когда эти электроны снова присоединяют­ся к атомам неона, выделяется энергия в виде света.

Все газы, о которых мы упомянули, входят в одну семью, называемую инертными газами. Иногда их называют редкими газами, так как их очень мало в приводе. Все эти газы химически неактивны. Это означает, что они не горят и в обычных условиях не образуют химические сое­динения.

Главный источник этих газов — это воздух (исключение составляет гелий, который получают из природного газа). Газы смешаны в воздухе с кислородом, азотом, двуокисью углерода и други­ми веществами.

Для получения инертных газов воздух охлаж­дается до очень низких температур и превращает­ся в жидкость. Жидкий воздух запускается в вы­сокие башни и медленно нагревается. Как только определенный газ достигает своей точки кипения, он испаряется и отделяется от жидкого воздуха.