Содержание
Элементы: замечательный сон профессора Менделеева
Наступивший 2019 год объявлен Организацией объединенных наций годом Периодической таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева, так как именно в этом году ей исполняется 150 лет. Таблицу Менделеева все помнят со школы, но много ли обычный человек, не профессиональный химик, знает о составляющих ее элементах? Чтобы восполнить этот пробел, Аркадий Курамшин написал книгу «Элементы: замечательный сон профессора Менделеева» (Издательство АСТ, 2019 год). N + 1 публикует первую главу из его книги, которая, естественно, посвящена водороду.
1. Водород
В классическом анекдоте химиков говорится о том, что жена никогда не понимала Дмитрия Ивановича Менделеева и часто выговаривала ему за то, что он, дескать, ставил на первое место не семью, а водород. С точки зрения истории химии и Периодического закона, анекдот, увы, неверен — в составленной Менделеевым таблице до водорода стояли короний и ньютоний — формы светозарного эфира, в существование которого верил Дмитрий Иванович.
Тем не менее, самый простой и самый элегантный химический элемент, в состав которого входит всего один протон и один электрон, в полной мере стоит на первом месте.
Водород занимает первое место в Периодической системе, водород — первый химический элемент, который появился во Вселенной, водород стал «сырьём», необходимым для появления всех остальных элементов. Несмотря на то, что появление водорода можно отсчитывать почти с начала времён нашего мира — согласно модели Большого горячего взрыва первые атомы водорода появились в нашей Вселенной через 380000 лет после начала её расширения, и за миллиарды лет огромное количество звезд превращали водород в гелий, водород до сих пор составляет 75% от всего наблюдаемого вещества космоса.
Ещё одно отличие водорода от всех остальных элементов в том, что только его изотопам даны уникальные названия. Простейший атом водорода, состоящий из протона и электрона называют протием, нуклид, ядро которого состоит из протона и нейтрона (с ядром все также связан один электрон) называют дейтерием (др.
-греч. δεύτερος «второй») или тяжелым водородом, атом, в ядре которого два нейтрона и протон — тритием (др.-греч. τριτος «третий») или сверхтяжёлым водородом. Никакой другой «квартирант» Периодической системы не заслужил, чтобы его изотопы получили свои собственные имена.
Маленькое терминологическое отступление, которое необходимо здесь и далее для понимания. Как человек, придерживающийся строгих правил в терминологии, поясняю. Нуклид — вид атомов с определённым массовым числом и определённым атомным номером, часто вместо этого термина в научно-популярной и даже научной литературе можно встретить термин «изотоп», но это неправильно — мы можем говорить «изотопы элемента», «радиоактивные изотопы», термин «изотоп» не предполагает применения в единственном числе, только во множественном, поэтому здесь и далее, если нужно сказать о каком-то конкретном типе атомов, будет применяться правильный термин «нуклид».
Водород чрезвычайно важен для вселенной, жизни и всего такого прочего.
Без водорода не сформировалось бы дающее нам свет и тепло Солнце. Водород входит в состав тех органических соединений, которые мы считаем строительными блоками жизни, и, что не менее важно, без водорода не было бы того вещества, которое столь важно для существования жизни — воды. Можно сказать, что пользоваться жидкой водой мы можем тоже благодаря «сверхспособности» водорода, точнее его способности участвовать в образовании водородных связей. Водородные связи — прочные межмолекулярные взаимодействия, которые возникают между молекулами, в которых водород связан с кислородом, азотом или фтором и являются причиной многих особых свойств веществ, молекулы которых притягиваются друг ко другу за счет этих связей. Если бы не существовало водородных связей, температура кипения воды составляла бы –70°С, и на Земле просто не могло бы существовать жидкой воды.
Невольным первооткрывателем водорода можно считать Парацельса — швейцарского алхимика шестнадцатого века, также известного как Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенхайм.
Парацельс заметил, что растворении большинства металлов в кислотах выделяются пузырьки воспламеняемого «воздуха», причем чаще всего свойства этих пузырьков не зависели ни от природы металла, ни от взятой для его растворения кислоты. Чуть позже, независимо от Парацельса выделение горючих пузырьков наблюдал английский химик Роберт Бойль, вполне возможно, что это могли наблюдать и другие алхимики.
Тем не менее, официальным первооткрывателем водорода, человеком, который предположил, что водород является индивидуальным веществом, был Генри Кавендиш. С 1760 по 1780 год Кавендиш выделил водород, назвал его «негорючим воздухом» и обнаружил, что при горении в «дефлогистированном воздухе» (сейчас мы называем его кислородом) образуется вода. Современное название — водород — «рождающий воду» было предложено Антуаном Лораном Лавуазье.
Высокая горючесть молекулярного водорода и то, что это самый легкий из газов, не дает возможности водороду накапливаться в атмосфере Земли в виде простого вещества — сейчас он, если и появляется в атмосфере, то тут же окисляется кислородом воздуха.
Ранее, когда атмосфера Земли еще не была окисляющей, до «большого кислородного события», в ходе которого кислород появился в земной атмосфере и стал вторым газом по содержанию, в четырнадцать раз более легкий чем азот и в двадцать два раза более легкий чем углекислый газ, водород просто поднимался в верхние слои атмосферы и улетучивался в космическое пространство (сейчас по такой же схеме наша атмосфера теряет гелий, образующийся в земной коре во время процессов распада радиоактивных элементов). Небольшая плотность молекулярного водорода привела к тому, что прежде всего он начал применяться в воздухоплавании. Первый заполненный водородом воздушный шар был построен в 1783 году французским ученым Жаком Александром Сезаром Шарлем, вскоре после первого полета братьев Монгольфьер. Шарль справедливо рассудил, что замена горячего воздуха на более легкий газ увеличит подъёмную силу шара и создал свое «воздухоплавательное судно» — заполнил водородом оболочку шара из шёлка, для увеличения герметичности пропитанного природным каучуком (с тех пор воздушный шар, наполняемый водородом или другим газом легче воздуха, стали называть «шарльер»).
Казалось, благодаря водороду, воздухоплавание и летательные аппараты легче воздуха ждет большое будущее. Особые надежды на такие аппараты стали возлагаться с заменой мягких оболочек воздушных шаров на оболочки, усиленные внутренними каркасами. Изобретателем и энтузиастом создания воздухоплавательного парка из таких машин был немецкий граф Фердинанд фон Цеппелин, в честь которого такие воздушные суда стали называть цеппелинами (нам они известны как дирижабли). Золотой век дирижаблей пришелся на 1920–1930-е годы, когда они использовались и для перевозки грузов, и людей, в том числе и через Атлантический океан. Тем не менее, водород, обеспечил не только расцвет эры управляемых шарльеров, но и их закат — главной проблемой водорода является его реакционная способность и высокая горючесть. Из-за того, что наполнявший оболочки воздушных шаров водород загорался, часто случались аварии, а после 6 мая 1937 года, когда возгорание цеппелина «Гинденбург», унесшее жизни 36 человек, было заснято на киноплёнку (справедливости ради, были аварии дирижаблей и с большим количеством жертв, но они не попадали в кинохронику), люди всерьез задумались о безопасности перемещения по воздуху на шаре, наполненном водородом.
К счастью, дальнейший прогресс авиации позволил безболезненно прекратить использование дирижаблей. Тем не менее, водород и сейчас не теряет своего значения для средств передвижения. Правда, в наши дни водород привлекает инженеров уже не из-за небольшой плотности, а из-за того, что он сгорает с выделением большого количества энергии. В двигателях многих ракет НАСА топливом является сжиженный водород, который сгорает в чистом кислороде.
Ещё одна тенденция нашего времени — попытка рассматривать водород как альтернативу другим видам топлива, в первую очередь — получаемым с помощью переработки нефти. Конечно, с точки зрения экологии водород выглядит более привлекательным, чем бензин или дизельное топливо — хотя бы потому, что он сгорает только с образованием воды, не давая парниковых газов. Однако, с точки зрения инженера или логиста, перейти на водородное топливо не так просто. Наиболее вероятный способ использовать водород — не сжигать его (это может привести к взрыву), а применять как топливо для электрохимической реакции, выделяющийся в результате которой электрический ток и будет приводить в действие двигатель автомобиля.
Несмотря на то, что уже сообщается о создании работающих прототипов водородных автомобилей, есть сомнения в том, что в будущем их производство станет массовым. Во-первых, для обеспечения работы таких машин потребуется сеть «водородных заправок», а со времен аварии Гинденбурга водород ни стал не менее взрывчатым, ни менее огнеопасным. Еще одна проблема в том, что из литра бензина можно получить в три раза больше полезной энергии, чем из литра сжиженного водорода, и, очевидно, понятно, что для сжижения легкого газообразного водорода энергию нужно потратить. Нельзя не упомянуть и то, что в настоящее время у нас нет и достаточно эффективных способов получения водорода — его получают либо из углеводородов (попутно при этом образуются парниковые газы), либо электролизом воды, а электричество для процесса тоже может быть получено с помощью «грязных технологий».
Но, даже если в будущем нас не ждёт эра водородных автомобилей, водород может стать топливом для более энергоёмкого процесса — управляемого термоядерного синтеза.
Скорее всего, разработки промышленных термоядерных реакторов для получения электроэнергии придётся ждать еще десятилетия, но термоядерные процессы — процесс слияния атомов водорода в гелий, точно такие же, которые протекают в звезде по имени Солнце и в других звездах, с именами и без, позволит добиться получения наиболее чистой и безотходной электроэнергии. И, какое бы применение мы уже не нашли водороду, и, какое применение мы еще найдем для него, он навсегда останется элементом №1, тем элементом, с которого начинается и Периодическая система, и началась Вселенная.
Подробнее читайте:
Курамшин, Аркадий. Элементы: замечательный сон профессора Менделеева / Аркадий Курамшин — Москва : Издательство АСТ, 2019. — 416 с. — (Научпоп Рунета).
Тема 12. Водород – рождающий воду и энергию (2 часа)
УРОК 63. Водород –
элемент и простое вещество. Получение
водорода
Водород
в земной природе. Получение водорода в
лаборатории.
Водород – химический
элемент и простое вещество. Физические
свойства водорода. Промышленное получение
водорода.
Демонстрации.
1.
Получение
водорода в лаборатории. 2. Зарядка
аппарата Киппа. 3. Легкость водорода.
Задание
на дом:
§62,63, упр. 1 стр. 195
УРОК 64. Химические
свойства и применение водорода. Вода
Физико-химические
свойства воды.
Водород
в ОВР. Химические свойства водорода.
Применение водорода.
Физико-химические
свойства воды.
Демонстрации.
4. Восстановление меди из ее оксида в
токе водорода.
5. Опыты, подтверждающие
химические свойства воды.
Задание
на дом:
§64
Тема 13. Галогены – естественное семейство химических элементов (4 часа)
УРОК 65. Положение
галогенов в периодической системе
химических элементов и строение их
атомов.
Характеристика
галогенов, как химических элементов и
простых веществ.
Строение атомов
галогенов. Нахождение галогенов в
природе. Галогены и отравляющие вещества.
Биологическая
роль галогенов
Задание
на дом:
§65, упр. 3 стр. 208
УРОК 66. Галогены
– простые вещества
Физические
и химические свойства галогенов.
Получение хлора и хлороводорода в
лаборатории и промышленности.
Демонстрации.
1.
Взаимодействие
хлора, брома и йода с металлами. 2.
Обесцвечивание хлором красящих веществ.
3. Взаимодействие раствора йода с
крахмалом. 4. Взаимное вытеснение
галогенов.
Задание
на дом:
§66, упр. 1,4,6 стр. 212
УРОК 67. Хлороводород,
соляная кислота. Хлориды
Получение
и физические свойства хлороводорода.
Физические и химические свойства
хлороводородной (соляной) кислоты.
Распознавание хлоридов. Применение
хлороводородной (соляной) кислоты.
Демонстрации.
5.
Получение хлороводорода и растворение
его в воде.
Лабораторные
опыты.
11. Распознавание соляной кислоты,
хлоридов.
Задание
на дом:
§67, упр. 4,5 стр. 215
УРОК 68. Обобщение
знаний по темам 10-11
Требования к уровню подготовки выпускников
В результате
изучения химии ученик должен
знать/понимать
химическую
символику:
знаки
химических элементов, формулы химических
веществ и уравнения химических реакций;важнейшие
химические понятия:
химический
элемент, атом, молекула, относительные
атомная и молекулярная массы, ион,
химическая связь, вещество, классификация
веществ, моль, молярная масса, молярный
объем, химическая реакция, классификация
реакций, окислитель и восстановитель,
окисление и восстановление;основные
законы химии:
сохранения
массы веществ, постоянства состава,
периодический закон;
уметь
называть:
химические
элементы, соединения изученных классов;объяснять:
физический
смысл атомного (порядкового) номера
химического элемента, номеров группы
и периода, к которым элемент принадлежит
в периодической системе Д.
И.Менделеева;
закономерности изменения свойств
элементов в пределах малых периодов и
главных подгрупп;характеризовать:
связь
между составом, строением и свойствами
веществ; химические свойства основных
классов неорганических веществ;определять:
состав
веществ по их формулам, принадлежность
веществ к определенному классу
соединений, типы химических реакций,
валентность и степень окисления элемента
в соединениях, тип химической связи в
соединениях;составлять:
формулы
неорганических соединений изученных
классов; схемы строения атомов первых
20 элементов периодической системы Д.
И. Менделеева; уравнения химических
реакций;
И.Менделеева;обращаться
с
химической посудой и лабораторным
оборудованием;распознавать
опытным путем:
кислород,
водород; растворы кислот и щелочей;вычислять:
массовую
долю химического элемента по формуле
соединения; массовую долю вещества в
растворе; количество вещества, объем
или массу по количеству вещества, объему
или массе реагентов или продуктов
реакции;
использовать
приобретенные знания и умения в
практической деятельности и повседневной
жизни для:
безопасного
обращения с веществами и материалами;экологически
грамотного поведения в окружающей
среде;оценки
влияния химического загрязнения
окружающей среды на организм человека;критической оценки
информации о веществах, используемых
в быту;приготовления
растворов заданной концентрации.
Связь между пятью элементами
| Главная > Основные принципы > Теория пяти элементов > Связь между пятью элементами | ||||||||||||||
| Связь между пятью элементами Пять элементов дерева, огня, земли, металла и воды не изолированы друг от друга; скорее они тесно сотрудничают и имеют свои собственные внутренние порядки и закономерности. Правила, управляющие пятью элементами, включают в себя цикл взаимного порождения, цикл взаимного ограничения, чрезмерное ограничение, обратное ограничение и баланс между порождением и ограничением. Взаимный цикл генерации
Китайское слово «шэн», означающее «генерировать», включает в себя несколько других значений, таких как «создавать», «продвигать», «лелеять», «поддерживать» и «улучшать». Цикл взаимного ограничения Этот цикл относится к тому, как элементы ограничивают и контролируют друг друга. Древесина разрушает почву и истощает питательные вещества земли, тем самым контролируя землю.
Чрезмерное ограничение Китайское слово, обозначающее ограничение, » ke » означает «торможение» или «победа». Обратное ограничение (недостаточное исходное ограничение) Если противник слишком силен, сам контролирующий элемент становится контролируемым обратным образом (т.е. исходное ограничение недостаточно). Когда древесина слишком прочная, а управляющий ею металлический топор слишком тупой, топор не может разрезать древесину и даже может сломаться в результате силы отскока, если будет предпринята попытка ее расколоть. Это иллюстрирует обратное ограничение, потому что древесина способна ограничивать металл, что обычно не так. Баланс между порождением и ограничением Известный врач традиционной китайской медицины Чжан Цзин Юэ (1563-1640 гг. н.э.) сказал: «Механизм творения не может обходиться без поощрения. Он также не может обходиться без контроля. не будет развития и роста. Если нет контроля, неуравновешенное возбуждение будет вредным. Необходимо иметь контроль внутри продвижения и иметь продвижение внутри контроля, чтобы все могло действовать непрерывно, как взаимодополняющим, так и противоположным образом». Баланс между порождением и ограничением важен для нормальной трансформации пяти элементов.
| ||||||||||||||
ВЕРХ | ||||||||||||||
Земля содержит минерал, из которого добывают и извлекают металл. При нагревании и охлаждении металла над металлом будут обнаруживаться капли воды в результате конденсации. Таким образом, металл создает воду. Вода способствует росту деревьев, которые являются древесиной. Цикл цикличен и постоянно порождает изменения и преобразования. (См. рис. 1.)
«Поколение» пяти элементов в природе можно применить и к телу. Эти отношения иногда называют отношениями матери и ребенка, потому что только мать может родить ребенка. Например, огонь — мать земли, поскольку огонь создает землю. Соответственно, в теле сердце (содержащее элемент огня) является матерью селезенки (элемента земли), поскольку сердце поддерживает и способствует функционированию селезенки. (см. Таблица 1 .) При нарушении функции сердца поражается селезенка. Согласно мнению ТКМ, недостаточность сердца не может в достаточной степени управлять кровью. Следовательно, селезенка не может нормально трансформировать qi и кровь , что приводит к дисгармонии. Эта дисгармония может быть легкой, но в тяжелых случаях она может привести к болезни.
Земля содержит воду во многих местах, и поскольку плотина предотвращает затопление, земля контролирует воду. Вода тушит огонь, а значит, контролирует его распространение. Огонь контролирует металл своей способностью плавить его. Из металла можно сделать топор, который рубит дерево на куски, тем самым управляя деревом. Контроль повторяется циклически и создает противоположную силу, чтобы уравновесить генеративную мощность. Генерирующие и ограничивающие свойства пяти элементов контролируют друг друга, предотвращая чрезмерное функционирование. (См. рис. 3. и рис. 4.)
В природе дерево контролирует землю. (См. рис. 3.) В теле печень (элемент дерева) контролирует селезенку (элемент земли) и подавляет ее функции в сбалансированной манере. Если функция печени становится чрезмерной, будет чрезмерное ограничение функции селезенки, вызывающее дисбаланс в организме. Это происходит потому, что чрезмерная функция печени производит огонь, который, в свою очередь, влияет на плавный поток ци. поток ци, селезенка не может успешно преобразовать пищу в большее количество ци.0025
В нашем организме, если селезенка функционирует чрезмерно, ее контролирующая печень также будет ограничена обратным образом. Чрезмерная функция селезенки будет производить тепло и сырость, которые не имеют достаточного выхода в теле. Стесненное влажное тепло разогреет печень и желчный пузырь. Когда это происходит, желчный пузырь больше не может должным образом регулировать секрецию желчи, и возникает заболевание.
Каждый элемент так или иначе находится под влиянием остальных четырех. Дерево порождает огонь, а вода порождает дерево. С другой стороны, дерево тормозит землю, но само тормозится металлом. Таким образом, все пять элементов устанавливают сложный гомеостаз в природе. Эта мудрость также была применена к ТКМ путем включения теории пяти элементов в стратегии поддержания здоровья, которые были успешными на протяжении тысячелетий. (См. рис. 5.)Пять элементов — Здоровье Мошера
В традиционной китайской медицине (ТКМ), пять элементов или пять фаз, теория описывает отношения между различными элементами в природе и жизненной силой, или «ци», которая течет через них.
Основными элементами являются дерево, огонь, земля, металл и вода. Каждый человек представляет собой смесь этих элементов, и для того, чтобы быть по-настоящему здоровым, они должны быть сбалансированы. Доктор Брет Мошер может объяснить, как он использует теорию пяти элементов китайской медицины для лечения пациентов в его Poway, CA на основе практики.
Понимание того, как пять элементов влияют на здоровье, может помочь врачу разработать комплексный и эффективный план лечения для устранения хронических заболеваний.
Отношение к здоровью
В этой концептуальной системе пять элементов постоянно движутся и меняются, каждый из которых становится доминирующим в разное время естественного цикла и влияет на здоровье человека. Пять элементов используются для интерпретации и объяснения физиологии и патологии. Каждый элемент связан с различными органами тела, цветами, ароматами, чувствами, эмоциями и погодой.
Каждый элемент поддерживает и контролирует другой:
Использование в диагностике
Состояние здоровья возникает, когда пять элементов становятся несбалансированными: один элемент становится слишком сильным или активным. Как мастер ТКМ, д-р Мошер способен определить дисгармонию между элементами пациента. Процесс оценки и диагностики очень тщательный: помимо проверки уровня сахара и холестерина в крови, доктор Мошер отметит такие факторы, как цвет вашей кожи и звук вашего голоса. Он также задаст вопросы, чтобы определить ваши сенсорные переживания, а также выяснить, какие области вашего тела или разума вас беспокоят.
Каждый человек представляет собой смесь элементов, и для того, чтобы быть по-настоящему здоровым, эти элементы должны быть сбалансированы.
Вся информация, которую собирает врач, будет рассматриваться всесторонне с использованием модели пяти элементов. Например, если у пациентки желтый оттенок лица, вздутие живота, вялость и спутанность мышления, врач более внимательно исследует элемент Земли (селезенку и желудок).
План лечения направлен на восстановление баланса ци пациента. Иглоукалывание регулирует поток ци по меридианам тела для восстановления здоровой функции. Иглоукалывание — это лишь один из методов лечения, который доктор Мошер может использовать в вашем индивидуальном плане лечения. Лечебное питание, структурное выравнивание, детоксикация и китайские травы — это другие методы лечения, которые могут помочь вам достичь оптимального здоровья всего тела.
Запланировать консультацию
Теория пяти элементов представляет собой сложную систему, разработанную на протяжении тысячелетий в Китае. Современные практикующие ТКМ используют эту мудрость для безопасного лечения пациентов, без инвазивной хирургии или вредных побочных эффектов фармацевтических препаратов.
Если вы хотите узнать больше о том, как понимание элементов может значительно улучшить ваше здоровье, запишитесь на консультацию, связавшись с нами через Интернет или позвонив нам по телефону (858) 679.