Шестую группу элементов периодической системы завершает эле­мент полоний (от лат. Polonia — «Польша»), обнаруженный в 1898 г. Марией Склодовской-Кюри в урановой смоляной руде. Он был назван в честь родины исследовательницы.

Полоний представляет собой мягкий серебристо-серый ме­талл (t_пл=254 °С, t_кип=962 °С). Все его изотопы радиоактивны, наиболее долгоживущий ²⁰⁹Ро имеет период полураспада 102 года.

Полоний — активный металл: он взаимодействует с соляной кислотой с выделением водорода: Ро+2HCl=PoCl₂+Н₂­. Об­разующийся в результате реакции хлорид полония (II) (раствор красного цвета) легко окисляется до хлорида полония (IV) (жёл­тый раствор).

Изотоп полония ²¹⁰Ро используется в атомных батареях кос­мических аппаратов в качестве источника энергии.

Селен был открыт в 1817 г. Й. Я. Бер­целиусом в отходах сернокислотно­го производства. Наименование своё, образованное от греческого «селе­не» — «луна», элемент получил по аналогии с теллуром, который был выделен 40 годами ранее из золото­носной руды и назван в честь «мате­ри Земли» (от лат. tellus — «земля», «планета»).

Селен существует в нескольких аллотропных формах. Наиболее устойчивым является серый селен — твёрдое вещество с металлическим блеском и свойствами полупроводника (t_пл=217 °C, t_кип=685 °C. Crорая на воздухе, он образует оксид SeO₂ — белый порошок, легкорастворимый в воде; его водный раствор — слабая се­ленистая кислота H₂SeO₃.

Киноварь — сульфид ртути HgS — из­древле использовалась в качестве ярко-красной краски. Этот минерал редко встречается в природе, поэтому уже в Средние века киноварь получали искус­ственно. Приведём описание этого процесса, взятое из «Малого алхимиче­ского свода» Альберта Великого (XIII в.): «Киноварь делают из ртути и серы так. Возьми две части ртути, а третьей частью да будет сера. Смесь размель­чи... Помести в стеклянный сосуд с уз­ким горлом. Обмажь верх сосуда сло­ем глины толщиной в палец и, высушив, поставь сосуд на треножник. ещё раз проверь, хорошо ли закупорен сосуд, и полдня нагревай на медленном огне.

Потом усиль огонь, прокаливая уже це­лый день, покуда не углядишь красные дымы, кои воскурятся над сосудом (пары киновари — она летуча. — Прим. ред.). Охлади, а потом и вскрой сосуд, вынув из него содержимое. Доб­рая и ясная киноварь будет этим содер­жимым. Итак, работа завершена, а ис­тина — в твоих руках».

Сера принадлежит к числу веществ, известных человечеству испокон ве­ков. Ещё древние греки и римляне нашли ей разнообразное практи­ческое применение. Куски само­родной серы использовались для со­вершения обряда изгнания злых духов. Так, по легенде, Одиссей, воз­вратившись в родной дом после дол­гих странствий, первым делом велел окурить его серой. Много упомина­ний об этом веществе встречается в Библии.

В Средние века сера занимала важ­ное место в арсенале алхимиков. Как они считали, все металлы состоят из ртути и серы: чем меньше серы, тем благороднее металл. Практический интерес к этому веществу в Европе возрос в XIII—XIV вв., после появле­ния пороха и огнестрельного оружия.

После опытов А. Л. Лавуазье, прове­дённых в 1774—1777 гг. и положивших начало опровержению теории флогис­тона, идеи учёного широко распростра­нились в Европе. Эксперименталь­ной проверкой этих идей занимались не только химики, но и физики. Одним из них был академик Петербургской академии наук Василий Владимирович Петров. Самые знаменитые его экспери­менты связаны с построенной в 1802 г. гигантской батареей из 4200 гальвани­ческих элементов (см. дополнительный очерк «Огромная наипаче батарея»). Гораздо менее известны химические опыты Петрова. В 1797 г. он обратил внимание на факт, на первый взгляд противоречащий кислородной теории Лавуазье. Некоторые вещества могли го­реть не только на воздухе, но и в безвоз­душной среде. Это были порох, грему­чее золото и гремучее серебро — соли гремучей кислоты HCNO. Сжигая по­добные вещества в вакууме с помощью сфокусированного солнечного света, учёный сделал вывод, что в данном случае горение происходит за счёт кисло­рода, или, как он писал, «кислотворного вещества», входящего в состав ука­занных соединений.

Труд Петрова «Собрание физико-химических новых опытов и наблюде­ний» был опубликован в 1801 г. Текст его выдержан в лучших традициях учё­ных трактатов. Автору присуши посто­янные сомнения в правильности сделан­ных выводов и стремление разрешить эти сомнения на основе беспристраст­ных экспериментов. Он многократно повторяет одни и те же опыты, чтобы избежать случайных помех, не считает возможным замалчивать «неудобные» результаты опытов и обязательно ис­пользует все имеющиеся эксперимен­тальные данные.

«Когда я читал Физикохимические бессмертного Лавуазье сочинения... — пишет Петров, — я иногда был побуж­дён к принятию антифлогистического учения, а иногда, оставаясь ещё в сом­нениях об оном, с возможным внима­нием и беспристрастием размышлял, должно ли, или не должно смело после­довать оному...

Древние философы относили воздух к числу важнейших стихий, из кото­рых построен мир. Леонардо да Вин­чи (1452—1519), изучая процессы го­рения, отмечал, что воздух состоит из различных «частей» (веществ), но только одна из них расходуется при горении. Подобную мысль высказыва­ли и другие учёные XVI—XVIII вв. Однако кислород открыли лишь в 70-х гг. XVIII столетия неза­висимо друг от друга англий­ский химик Джозеф Прист­ли и его шведский коллега Карл Шееле.

Мышьяк. Его природные соедине­ния необычайно красивы. Это суль­фиды — красный реальгар As₄S₄ (от араб, «рахдж аль гхар» — «пыль пе­щеры, рудника») и золотисто-жёлтый аурипигмент As₂S₃, которые упомина­ются уже античными авторами. Алхи­мики считали, что мышьяк является составной частью всех металлов. Осо­бое отношение к мышьяку в Средние века объясняется не только тем, что многие его соединения ядовиты, но также и способностью этого элемен­та «превращать медь в серебро». Ког­да в расплавленную медь добавляют мышьяк, она приобретает белый цвет, становясь похожей на серебро. Выде­ление мышьяка в виде простого ве­щества традиционно связывают с именем теолога и алхимика XIII в. Аль­берта Великого. Русское название эле­мента — это, по-видимому, иска­жённое «мышиный яд», «мышь-яд». Латинское Arsenicum происходит от греческого наименования сернистых соединений мышьяка. «Арсеникон» по-гречески означает «сильный», «мужественный» — такую дань благогове­ния воздали древние исключительно ядовитым соединениям мышьяка.

Пожалуй, самое известное применение висмута — легкоплавкие сплавы на его основе. Чаше других используют сплав Вуда, содержащий 50 % висмута, 25 % свинца и по 12,5 % олова и кадмия. Плавится он уже при 69 °С, хотя каж­дый из исходных металлов имеет зна­чительно более высокую температуру плавления (Bi — 271 °С, Pb — 327 °С, Sn — 232 °С, Cd — 321 °С). Подобные сплавы применяют в качестве легко­плавких припоев, предохранителей в электрической аппаратуре.

Все знают, как трудно свернуть в кольцо или спираль металлическую тру­бочку с тонкими стенками, не сплющив её. Если же предварительно залить в слегка разогретую трубочку сплав Вуда, то после застывания ей можно без тру­да придать нужную форму. А затем,

снова разогрев, вылить легкоплавкий состав.

Рассказывают о шутнике, который изготовлял из сплава Вуда чайные лож­ки. В руках ничего не подозревающих простаков они неожиданно стекали на дно стакана с горячим чаем.

Чтобы зафиксировать ядерные реакции, рождение и гибель эле­ментарных частиц, используют сложные физические приборы, позволяющие увидеть это в особой среде, например в переохла­ждённых парах воды или спирта. Пролетающая частица вызыва­ет вдоль своего пути конденсацию охлаждённых паров в виде кро­шечных капелек тумана. В электрическом или магнитном поле следы заряженных частиц — треки — искривляются. Их можно сфотографировать. Один из таких снимков был сделан в 1952 г. Очень похожая «фотография» была получена в домашних условиях школьником из Красноярска Александром Сироткиным. Вот что рассказал юный химик:

«Фотографию „деления ядра" я сделал дома, без всяких при­боров. И каждый желающий может повторить мой опыт. Нужны только порошок сурьмы да пара листов бумаги. Порошок мож­но приготовить из куска сурьмы, измельчив его в ступке или же разбив молотком, — ведь это вещество хрупкое. В клочок газет­ной бумаги размером примерно 1,5х2 см надо завернуть немно­го порошка и туго закрутить наподобие кулька. На пол положи­те лист белой бумаги. Взяв кулёк пинцетом за свободный конец, поднесите зажжённую спичку к тому месту, где находится сурь­ма, и не убирайте, пока она не расплавится и не начнёт окислять­ся, выделяя белый дым. Всё это проделывайте над чистым листом белой бумаги, на который раскалённая сурьма и должна упасть, разбегаясь огненными шариками. При этом на листе останутся следы, похожие на треки заряженных частиц. Огненные шарики сурьмы, скользящие по бумаге на газовой подушке, просто-на­просто обугливают её. И пол при этом не портится — следы от горящей сурьмы лег­ко стираются тряпкой. И всё же, конечно, лучше его не пачкать, подложив под лист бумаги фанерку или картон».

(XII в.) открыл фос­фор при перегонке мочи в смеси с глиной, известью и углём. Однако достоверное открытие и описание свойств этого вещества принадлежит гамбургскому алхимику-любителю Хеннигу Бранду (около 1630—1730). В 1669 г. Бранд был занят поиском ма­гической жидкости, с помощью кото­рой можно превращать неблагород­ные металлы в золото. В одном из экспериментов он пытался получить её из большого количества мочи, предварительно собранной в солдат­ских казармах. При нагревании этой жидкости Бранду удалось выделить тя­жёлое красное масло, которое перего­нялось с образованием твёрдого ос­татка. Нагревая последний без доступа воздуха, он заметил образование бе­лого дыма, оседавшего на стенках со­суда и ярко светившегося в темноте. Бранд и назвал полученное им веще­ство фосфором, что в переводе с гре­ческого означает «светоносец».

Ортофосфорная кислота является трёхосновной кислотой, средней силы по первой ступени и слабой по второй и третьей.

Всем этим трём анионам (РО₄^3-, НРО₄^2-, Н₂РО₄^-) соответствуют различные соли — кислые, средние или основные.

При смешении растворов хлорида кальция и ортофосфата натрия (среда сильнощелочная в результате гидроли­за соли) образуется осадок основного фосфата кальция — минерал апатит:

Строение ортофосфорной кислоты и метафосфорных кислот.

Оксид фосфора(IV) и фосфорную кислоту получил и иссле­довал немецкий химик Андреас Cuгизмунд Маргграф. Оксид фосфора (V) жадно поглощает воду, переходя в метафосфорную кислоту НРО₃, — на этом основано его ис­пользование в качестве осушителя. Известно несколько метафосфорных кислот с обшей формулой (НРО₃)_x, где х=4 (тетраметафосфорная кислота), 6 (гексаметафосфорная кислота) или бесконечности (полиметафосфорные кисло­ты). При кипячении раствора метафосфорных кислот свя­зи между отдельными фосфор-кислородными тетраэдрами разрываются, и метафосфорная кислота переходит в ортофосфорную кислоту H₃PO₄. В растворе для фосфорных кислот (в противоположность азотной кислоте) проявление окислительных свойств не характерно.