Химия в бутылочке⚗️

💥 Почему фейерверк такой классный. Объясняю с точки зрения химии

До Нового года осталось две недели. Сейчас расскажу, почему в новогоднюю ночь всё небо покрывается разноцветными огнями.

Что входит в состав салютов?

Основа любой пиротехники — это смесь окислителя и топлива (восстановителя). Зажигаем горячий фитиль, а между этими компонентами происходит взрыв заряда в воздухе.

В качестве окислителей используются опасные вещества, работа с которыми требует осторожности: нитраты, пероксиды, хлораты и перхлораты активных металлов. В чистом виде они могут бахнуть даже от неосторожного резкого движения:)

В качестве восстановителей используются металлы и их сплавы (магний, железо, алюминий), органические соединения (крахмал, целлюлоза) или неметаллы (сера, уголь). Можно использовать разные комбинации и сочетания реагентов — чтобы получить яркий мгновенный взрыв или наоборот длинный хвост, как у сигнальной ракеты.

А откуда берутся яркие цвета? За это отвечают соли! Цветное пламя образуется при излучении определенных атомов.
💛 Ионы натрия Na окрашивают горящее топливо в очень характерный ярко-жёлтый цвет. Да, обычная поваренная соль — NaCl — способна на такое!
❤️ За красную окраску отвечают соли стронция Sr. Если вы видите ярко-красные огни на небе, знайте, что это он.
🔶 За область кирпично-оранжевых оттенков отвечает кальций Ca. Не только же в костях да зубной пасте ему сидеть.
💚 Насыщенные зеленые цвета при воспламенении дают соли бария Ba или борной кислоты. Их почти невозможно ни с чем перепутать.
💙 Синий цвет придают пламени соли меди Cu, а фиолетовые оттенки образуются при комбинации меди с кальцием или стронцием . Синий + красный = фиолетовый. Всё, как на палитре :)

Конечно, состав коммерческих пиротехнических изделий включает в себя и много других компонентов, отвечающих за стабильность смеси, чтобы она не взорвалась раньше времени. А также вещества, с помощью которых образуется рисунок и характер взрыва.

Кажется, это и есть настоящее волшебство и магия — с помощью мельчайших металлических частичек создавать красочные картины прямо в небе. За это я и люблю химию :)

Лучшие друзья девушек. И не только о бриллиантах💍

Сложно сказать, когда именно люди начали отождествлять красивые камни природного происхождения с признаками роскоши и богатства. Но одно можно отметить точно: редкость, яркий блеск, прозрачность, игра света и твердость драгоценных камней напрямую связана с их высокой стоимостью. Вот только химия драгоценных минералов не такая сложная, как может показаться👩🏻‍🔬

Сразу обозначим границы рассмотрения. В России действует официальный федеральный закон, который относит к драгоценным камням природные алмазы, изумруды, рубины, сапфиры, александриты, а также жемчуг в сыром или обработанном виде. Все иные камни относятся к категориям полудрагоценных или поделочных🔍

Простейший химический состав имеет алмаз — это аллотропная модификация чистого углерода, самое твёрдое вещество в природе. Вот только вы бы вряд ли обратили внимание на свежедобытый минерал, потому что выглядит он, мягко говоря, невзрачно. Вся красота камня раскрывается только при правильной огранке💎 Ювелиры создают на поверхности камня множество плоскостей, через которые преломляется попадающий внутрь кристалла свет. После многократного внутреннего отражения и преломления лучи, покидая камень, создают игру оттенков на его поверхности. Появляется тот самый притягательный блеск и сияние — огранённый алмаз становится бриллиантом. Разную окраску алмазам придают дефекты структуры и различные примеси — встречаются кристаллы жёлтого, розового, синего, зелёного и даже черного цветов. Причём каждый окрашенный камень — совершенно уникальное произведение природы✨

Небесно-голубые сапфиры🔹и насыщенно-красные рубины♦️ являются разновидностями одного минерала — корунда, — представляющего кристаллическую модификацию оксида алюминия Al₂O₃. Казалось бы, откуда такие яркие цвета? Всё дело в тех же примесях: красная окраска обусловлена наличием хрома Cr, а синяя — железа Fe и титана Ti. И если стоимость природных рубинов и сапфиров соревнуется со стоимостью алмазов, то синтетические камни производят в громадных количествах — сотни тонн в год. Из них изготавливают стекла смартфонов и часов, микросхемы, уникальную оптику, лазеры и светодиоды⌚️

Изумруды и александриты так же относятся к одной группе берилловых минералов. Александрит представляет собой алюминат бериллия BeAl₂O₄ с примесями хрома Cr. Его кристаллы способны менять оттенки окраски в зависимости от освещения: от тёмно-зелёной при дневном свете до красно-малиновой при вечернем или искусственном освещении 👀

Изумруд имеет уже более сложную формулу, которую можно не запоминать (Be₃Al₂Si₆O₁₈), но свой насыщенно зелёный цвет он приобретает за счет вкраплений оксидов железа Fe₂O₃, ванадия V₂O₃ и хрома Cr₂O₃. Крупные изумруды без дефектов ценятся значительно дороже алмазов💰

Чтобы в ювелирном салоне вы представляли массу драгоценных камней и металлов, хочу отметить, что она измеряется в особых единицах — каратах. 1 карат равен 200 мг (0,2 грамма)⚖️

Теперь вы знаете, какая химия скрывается за символами роскоши🕶

Термитная смесь. Пламя, которое не потушишь🔥

Сегодня я хочу рассказать вам об одной «горячей штучке». Несмотря на то, что вы вряд ли встретите её в быту, она находит большое применение в некоторых отраслях промышленности. И если вы подумали, что термитная смесь — это солянка из насекомых-вредителей, то вам точно стоит прочитать этот пост 🐜

Термитная смесь — это смесь порошков алюминия Al с оксидами различных металлов (обычно используются опилки оксида железа Fe₃O₄). Что же в ней необычного? Дело в том, что при поджигании она интенсивно сгорает с выделением большого количества тепла — температура горения составляет 2300—2700 °C. А в случае применения других оксидов, например никеля Ni, хрома Cr или вольфрама W, температура превышает 3500 °C. Нехило, правда? 🤯

Такое колоссальное количество теплоты выделяется в ходе простейшей реакции: Al + Fe₃O₄ → Al₂O₃ + Fe. Алюминий, как более активный металл, вытесняет железо из его оксида — в результате мы получаем раскаленную смесь плавящихся металлов💥

Поджигают термит обычно специальным запалом — смесью окислителей, например пероксида бария, магния и натрия. Эти вещества при небольшом нагревании разлагаются и инициируют неконтролируемый процесс горения термита.

Термитная смесь обладает рядом интересных свойств:
• Она способна гореть без присутствия кислорода🔥
• Её невозможно потушить водой. Попробуйте представить, что будет с водой, если её мгновенно нагреть до температуры 3000°C 💨
• Термит обладает чрезвычайно сильным прожигающим действием — в расплавленном виде он легко делает дырки в листах дюраля, стали и железа. Более того, при такой температуре растрескивается бетон, кирпич и плавится стекло 😱

А теперь о применении. Главная сфера использования — это термитная сварка. Например, термит широко используют для сварки рельсов железных дорог России — такой способ сварки не требует дорогостоящего оборудования и не требует большого количества времени🚂 Также с помощью термитной сварки соединяют телефонные кабели, провода и небольшие трубы. В металлургии термит используется для получения сплавов железа, в пиротехнике — для создания осветительных смесей. Термитные смеси также добавляли в зажигательные снаряды для поражения техники противника 🚀

Вот такой горячий пост сегодня получился🔥

​​Разрушители озонового слоя🌎

Раз уж мы обсудили принципы, на основе которых работают холодильники, нельзя пройти мимо связанной с использованием хладагентов проблемы разрушения озонового слоя. О том, как формируется озоновой слой, из-за чего появляются озоновые дыры и какую роль в этом процессе играют фреоны, предлагаю узнать прямо сейчас👁

Озоновый слой — это слой атмосферы Земли с наибольшим содержанием озона. Молекула озона O₃ образуется в результате действия ультрафиолетового излучения Солнца на привычный для нас молекулярный кислород🌤

O₂ + УФ-излучение → 2O: (образуется высокоактивный атомарный кислород)
O₂ + O: → O₃ (который затем реагирует с другой молекулой кислорода, образуя озон)

В равновесии с реакцией получения озона находится процесс его разрушения под действием того же солнечного излучения:

O₃ + УФ-излучение → O₂ + O:
O₃ + O: → 2O₂ (озон разрушается, превращаясь в две молекулы кислорода)

В ходе реакций образования и распада озона поглощаются самые опасные типы УФ-излучения, благодаря чему возможно существование живых организмов на поверхности нашей планеты🐸

Существует несколько механизмов разрушения озонового слоя, один из которых упомянут выше. В природе процессы образования-разрушения сбалансированы — сколько озона погибает в ходе одной реакции, столько образуется в ходе другой.

Но деятельность человека внесла свои коррективы, сместив баланс, как чашу весов, в сторону разрушения ⚖️ И одну из ключевых ролей в этом процессе сыграли фреоны.

Фреоны — производные метана CH₄ (реже этана С₂Н₆), в которых атомы водорода заменены на фтор F, хлор Cl или бром Br. Они были получены американским химиком То́масом Ми́джли с целью сделать холодильники безопасными, поскольку ранее в них использовались ядовитые и горючие вещества👨🏻‍🔬

Помимо уникальных термических свойств, фреоны инертны, невзрывоопасны и нетоксичны, что способствовало их распространению не только в холодильных установках, но и в качестве основы аэрозолей, газовых баллончиков и огнетушителей🧯

К сожалению, некоторые фреоны (не все!), попадая в атмосферу и достигая озонового слоя, вступают в реакцию с озоном, ускоряя его разрушение, что и приводит к образованию озоновых дыр. Массовое использование фреонов во второй половине прошлого века сильно отразилось на толщине озонового слоя в отдельных регионах. Это наглядно можно проследить на ежегодном мониторинге🌍

Мировое сообщество не оставило эту проблему без внимания, ограничив использование тех фреонов, которые оказывают озоноразрушающее влияние, но в отдельных странах до сих пор производится часть из них (R-12 и R-22). И пока организации стараются перейти на безопасные для озонового слоя фреоны, над Антарктидой еще долго будет зиять огромнейшая озоновая дыра, в образовании которой важную роль сыграло их накопление☁️

Конечно, в одном ряду с фреонами истончают озоновый слой и другие результаты деятельности человека. Но вы только задумайтесь, какой огромный вклад в этот процесс внесло небольшое открытие, сделанное одним человеком🤔

СВЧ-печи

Сегодня разберём один из самых популярных мифов связанный с излучением. А именно опасны ли для жизни человека микроволновые печи?

Излучения бояться очень многие люди. Однако не все знают, что практически любой предмет излучает. Солнце, диван и даже люди. Энергия дивана или человека обычно небольшая, и зависит от температуры.

Гамма и рентгеновское излучение - смертельно опасны, они несут много энергии и разрушают связи в молекулах, в том числе, ДНК. Световые и тепловые волны не так опасны, но и они способны нагреть и даже поджечь предмет, если сфокусировать.

Микроволновая печь - это электрический ящик, который разогревает водосодержащие вещества, благодаря электромагнитному излучению дециметрового диапазона. Главное предназначение микроволновки это быстро разогревать, размораживать и готовить еду. В печи происходит диэлектрический нагрев материалов, которые содержат полярные молекулы. Энергия электромагнитных колебаний происходит благодаря электрическому движению молекул, обладающих дипольным моментом,который приводит к увеличению температуры материала.

У СВЧ-печи есть несколько опасностей. Ни в коем случае не запускайте печку с поврежденной сеткой на дверце или снятой крышкой. Без клетки Фарадея излучение очень опасно. ДНК не повредится (как любят пугать горе-блогеры), энергетика не та, а вот сварить мозг насмерть может. То же самое с гаджетами. Магнетрон способен сжечь практически любую сложную электронику.

Какая кислота самая сильная?

Азотная HNO₃? А может быть серная H₂SO₄? Какие еще кислоты ты помнишь с уроков химии?👩🏻‍🏫

На самом деле, существуют соединения, кислотные свойства которых в тысячи раз сильнее концентрированной серной кислоты — их называют суперкислотами. Прочитав этот пост, ты узнаешь о некоторых из них.

Мы уже обсуждали меру кислотности — значение pH, — но при рассмотрении суперкислот бессмысленно опираться на водородный показатель, потому что он используется только для водных растворов и его диапазон строго ограничен. Для характеристики силы суперкислот была введена особая величина — параметр или функция кислотности Гаммета. Она и позволяет сравнивать свойства более экзотических соединений.

Для 100% серной кислоты функция кислотности составляет 11,93. Это значение является точкой отчёта — все вещества, для которых оно больше, относятся к суперкислотам💪

К таким соединениям относится хлорная кислота HClO₄. В чистом виде хлорная кислота является бесцветной дымящей жидкостью, но при длительном хранении она желтеет и становится взрывоопасной за счёт накопления оксида хлора Cl₂O₇. Соли хлорной кислоты используются в производстве взрывчатых веществ💥

Безводная фторсерная кислота HSO₃F еще сильнее чем серная и хлорная вместе взятые. Это желтая, едкая и токсичная жидкость, которая разрушает многие вещества, устойчивые под действием обычных кислот — органические волокна и металлические поверхности. Её водные смеси способны растворять даже стеклянную посуду 🍽

Карборановые кислоты являются одними из самых сильных суперкислот, известных человеку, — эти соединения сильнее серной кислоты почти в десятки тысяч раз. Первые карборановые кислоты синтезировали в 2005 году в университете Калифорнии при участии сотрудников Российской академии наук. Карборановые кислоты обладают структурой икосаэдра — многогранника с 20 гранями — и за счёт этого являются стабильными веществами, которые можно хранить и использовать в лабораторных условиях👩🏻‍🔬

«Магическая кислота» — смесь уже упомянутой фторсерной кислоты HSO₃F и фторида сурьмы SbF₅. Эта смесь получила своё название после того, как на новогодней вечеринке один из сотрудников показал фокус с исчезновением свечи — он растворил её в «магической кислоте»🧞‍♀️. Исследование показало, что кислота настолько сильная, что способна расщепить молекулы парафинов, из которых состоит свеча. Оказалось, что она более чем в миллион раз сильнее, чем серная.

Существуют и многие другие суперкислоты, каждая из которых представляют интерес для науки и производства. С их помощью удаётся запустить те реакции, которые или не идут совсем🙅‍♀️, или требуют экстремальных условий🤷‍♀️.

Как парниковые газы влияют на качество нашего питания?

Установлено, что уровень содержания углекислого газа в атмосфере непрерывно растёт еще с начала промышлённой революции в середине XIX века. Основными поставщиками диоксида углерода в атмосферу были и остаются энергетическая промышленность, животноводство, транспорт. Колоссальные объемы CO2 выбрасываются при сжигании ископаемого топлива — угля, нефти, природного газа. С этими количествами даже не идут в сравнение те объёмы, которые выделяются в процессе дыхания человеком и другими живыми организмами.

Каждый из нас знает, что углекислый газ потребляется зелёными растениями в ходе процесса фотосинтеза. Они поглощают CO2 из атмосферы и используют его для синтеза и накопления питательных веществ. На этом устроен круговорот углерода в природе. Казалось бы, чем больше CO2 в воздухе, тем больше пользы для растений — они получают больше "строительного" материала. Но дело в том, что избыточный диоксид углерода растениям приходится использовать для синтеза простых углеводов, при этом содержание более важных и полезных веществ — белков, витаминов и минералов — заметно уменьшается. Растения как бы "переключаются" на синтез сахаров и крахмала, не уделяя внимания более сложным и важным соединениям.

На эту тему были проведены исследования.

В ходе эксперимента сравнивались два рисовых поля, одно из которых находилось в естественной атмосфере, а другое — искусственно обдувалось углекислым газом. В растениях со второго участка содержание белков уменьшилось на 10%, железа — на 8%, цинка — на 5%. Казалось бы, небольшие значения... Смотрим дальше. Содержание витаминов B1 и B2, участвующих во многих важных процессах жизнедеятельности, уменьшилось на 17%. Содержание фолиевой кислоты, необходимой для развития растущего организма, уменьшилось на 30%.

А теперь вспомним, что составляет большую часть нашего рациона? Верно, растительная пища — крупы, макароны, мучные изделия, овощи и фрукты. Даже если ты убежденный мясоед, стоит помнить, что питание выращиваемых животных состоит из тех же растительных культур. Наш естественный рацион обедняется полезными вещества — простые углеводы медленно вытесняют белки, витамины, макро- и микроэлементы. Если бы мы могли сравнить содержание питательных веществ в рационе наших предков с нынешним состоянием, то разница была бы неутешительна. Современная еда несомненно утоляет чувство голода, но она не способна в полной мере обеспечить наш организм необходимыми полезными веществами. И мы выяснили, что одной из причин этой проблемы являются избыточные выбросы углекислого газа.

Водный баланс

Все мы знаем, что человек на 70-80% состоит из воды. Практически каждый наш орган содержит воду, где-то больше её, где-то меньше. Например, в крови – 83%, в костях – 15 — 20%, мозг, сердце, мышцы – 76%. Благодаря воде все биохимические реакции в нашем организме происходят в растворе. Если верить медицинским исследованиям, то нам нужно около 40 грамм воды на каждый килограмм нашего веса. Из-за этих данных многие считают, что если превысить суточную норму воды, то могут возникнуть не только отеки, но и хроническая усталость из-за недостатка солей. Но правда ли всё это? Сейчас расскажу.

Миф про 3 литра в день?🤔
Это, действительно, рекомендуемое врачами суммарное количество воды при заболеваниях, требующих обильного питья.Почему популярные блогеры часто исключают из этого количества не только воду в супе, но даже чай и кофе? Как обычно, поверхностное знание хуже незнания. Есть такое понятие - осмотическое давление. Оно связано с мембранными процессами (в т.ч. в клетках организма) и зависит от количества растворенных в воде веществ. В организме оно почти постоянно. Чтобы разбавить кровь и другие жидкости осмотическое давление у поступающей воды должно быть меньше, чем в самом организме. Только такой водой можно нормально напиться.

💧Если взять во внимание содержание веществ в чаях и прочем, то оказывается, что врачи правы, а блогеры - врут. 95% известных всем напитков имеют подходящий для регулярного питья состав.

Если солёность вашего бульона меньше, чем у морской воды, а чай - не 10% раствор сахара, то пейте на здоровье! Такая вода усваивается и нормально разбавляет жидкость в организме.

🍹Единственное, что стоит избегать - это сладкую воду, особенно колу. Такой водой сложно напиться, хочется еще. Много сахара, около десяти чайных ложек на один литр жидкости. Пользы от такого напитка никакой.

Химия хлеба

В каждом доме есть хлеб, ведь он всему голова. А задумывался ли кто-то как появился первый хлеб, кто его придумал и из чего он был испечён впервые.

Данный пищевой продукт считается одним из самых древнейших приготавливаемых продуктов. По некоторым данным, первый хлеб🍞 был приготовлен ещё в новокаменном веке. Он представлял из себя запечённую кашецу, которая была приготовлена из зёрен🌿 и воды💧. Сейчас мы назвали бы это лепёшкой. Многие страны до сих пор готовят что-то подобное, например тортильи в Мексике или чапати в Индии. Однако с тех пор прошло много времени и рецепт хлеба🥖 сейчас совсем другой.

Выпечка хлеба или хлебобулочных изделий🥐 — это замешивание крошечных, вырабатывающих двуокись углерода грибов, с водой и мукой. Руки пекаря👩🏻‍🍳 в данном случае являются проводником, который создаёт особую структуру теста. Вымешивание позволяет объединить умение дрожжей выпускать газ с умением теста из муки и воды формировать тугую, эластичную кожу. После того как тесто взойдет, тепло преобразует эту структуру в постоянную форму — ну как постоянную, хороший свежий хлеб сложно назвать постоянным, это что-то живое и быстро съедаемое.

Химия в основе каждого рецепта хлеба включает преобразование длинных молекул в решетки. Этот процесс протекает во многих продуктах и создает вкусы и текстуры, которые включают воду, жир и многое другое. В хлебе это глютенины.

Когда мука и вода соединяются, образуются длинные и эластичные нити глютенинов. Вода немного их ослабляет, поэтому они могут соединяться, например с помощью кислорода. Эти длинные цепочки цепляются к соседям и по мере вымешивания теста образуют новые и новые связи.

Также в тесте присутствует и другой пшеничный белок, который называется глиадин. Именно он помогает сохранять глютенины смазанными в данном процессе. По мере того как продолжается замешивание, они позволяют глютенинам становиться все более и более связанными между собой, образуя массу белков, нашпигованных зернами крахмала, известными как клейковина. Если хлеб🍞 долго замешивать, то он получиться жёстким и не вкусным🤢. Поэтому важно не месить его долго. Это первый секрет, а второй секрет это отдых теста. После вымешивания оно должно полежать хотя бы полчаса, а лучше час. За это время дрожжи сделают своё дело и хлеб получиться пышным, воздушным и мягким👍.

Как пахнет море?

Каждый отвечает на этот вопрос по-разному. Для кого-то море пахнет летом, свободой, отпуском или банально йодом. Химики не самые романтичные люди на свете, поэтому их ответ не так поэтичен, как вышеописанные, зато правдив. 🐚

Оказывается море пахнет летучими органическими соединениями серы, а также отходами водорослей и бактерий. Как-то не очень романтично выходит, правда? А мы-то всегда говорили, что море — это запах свежести, соли. Но это совсем не так.

Основным газом, который есть возле моря является сероводород. Тот самый, который пахнет тухлыми яйцами. Он, между прочим, в больших концентрациях может быть токсичным и опасным для человека. Но не пугайтесь, возле моря витает допустимая норма данного газа. Наш организм способен разрушить данные молекулы. 🌪

После сероводородного газа следует диметилсульфид с запахом капусты. Это второй аромат, который мы чувствуем у моря. Он образуется при разрушении диметилсульфониопропионата (DMSP) в клетках водорослей.

Вышеописанные соединения обладают не самым приятным ароматом по отдельности. Но из-за смешивания друг с другом и несильной концентрации аромат выходит очень даже приятный! 🌊

Игра в конструктор. Как построить молекулу?🧬

Со школы мы знаем, что молекулы образуются за счёт возникновения химических связей между атомами. Например, молекула воды H₂O существует благодаря ковалентным связям между атомами водорода H и кислорода O, в кристаллы поваренной соли NaCl сформированы за счет ионной связи между хлорид-ионами и натрием.

Но можно ли построить молекулу без химических связей? Неожиданный ответ — отчасти да, можно. Этой идеей загорелись ученые еще в прошлом веке — и у них получилось синтезировать молекулы, разные части которых удерживаются исключительно механически. Давайте посмотрим, что это за молекулы.

Первыми были получены катенаны. Представьте себе звенья цепи — кольца, соединенные друг с другом ⛓ А теперь представьте молекулу, которая имеет аналогичное строение — две циклические структуры, продетые друг в друга. Длинная органическая цепочка состоит из атомов, соединенных химической связью, но между собой кольца соединены лишь механически — как два обруча, продетых друг в друга 🔗 На картинке молекула катенана схематически изображена слева.

Первые синтезы катенанов опирались на принципы вероятности. Бралась реакционная смесь из длинных молекул, которые могли при определенных условиях образовывать кольцо, и надеялись: вдруг какая-то из них во время замыкания окажется продетой в уже существующий цикл и получится два звена, соединенных между собой. Чисто статистически катенаны действительно образовывались — их удавалось зафиксировать, но содержание было чрезвычайно мало (около 0,0001%).

Другой тип молекул — ротаксаны — представляет собой структуры, состоящие из гантели и надетного на нее обруча ⭕️ В данном случае соскользнуть с перекладины кольцу мешают массивные группы на концах📍На картинке модель молекулы ротаксана находится справа.

Первые синтезы ротаксана так же были предложены на основе статистики: какая-то доля циклических молекул в смеси могла замкнуться вокруг гантелевидных молекул.

Существуют катенаны с большим числом звеньев и ротаксаны с большим числом надетых колец, а так же другие типы молекул с механическим взаимодействием: узлы и молекулярные кольца. Синтез подобных веществ представляет собой интересную задачу. В настоящее время никто не надеется на авось — разработаны новые методы направленного синтеза.

Также хочу сказать пару слов о применении полученных экзотических соединений. Ротаксаны стали объектом внимания и биологов, и нанотехнологов. Современные ученые рассматривают такие структуры как элементы молекулярных машин — уже построены ротаксановые молекулярные переключатели, «молекулярные мышцы» и нанороботы. Наука не стоит на месте👩‍🔬

Что у нас под ногами?

Ты когда-нибудь задумывался, из чего состоит наша планета? Какие элементы являются самыми распространёнными на Земле? Если да, то я очень рада, ведь этот вопрос и по сей день интересует геохимиков — учёных, занимающихся исследованием химического состава Земли и других планет.

И это действительно непростая задача. Одно дело, когда химику нужно определить содержание белков в стакане молока, совсем иначе рассчитывается содержание элементов в земной коре. Мы не можем засунуть планету в пробирку и провести эксперимент. Приходится иметь дело со сложными методиками. Но по мере развития науки и технологий учёные получают всё более точные результаты!

Попробуешь угадать, какой элемент является самым распространённым в земной коре?

И это кислород — O! Его содержание составляет приблизительно 46%. Он входит в состав большинства горных пород и минералов, образуя оксиды с другими элементами.

Вторым по распространённости является кремний Si — 28%. Кремний почти не встречается в самородном виде, а в основном находится в виде соединений с кислородом — песок, кварц, кремнезём и силикаты. Также кремний входит в состав механических тканей растений.

И тройку лидеров закрывает алюминий Al с содержанием 8% — это самый распространённый элемент среди металлов. Алюминий встречается в виде соединений с кислородом, кремнием щелочными и другими металлами — бокситы, глинозём, каолин и др.

Если к первой тройке добавить железо Fe (5,58 %), кальций Ca (3,27 %), магний Mg (2,77 %), калий K, натрий Na и титан Ti, то получится 99,4%, т. е. практически вся земная кора. На остальные 80 элементов приходится менее 1%.

Как бы странно это не казалось, наша планета остаётся одной из самых неизведанных. Кольская сверхглубокая скважина — самая глубокая скважина, имеющая научной значение, — проникает на 12 261 метр в земную поверхность, что составляет всего лишь 0,2% от радиуса Земли.

Получается, что мы знаем куда больше о космосе и других галактиках, чем о том, что внутри нашей планеты.

Электроны Ким Кардашьян можно найти где-то рядом с тобой

Кликбейт? Нет, только научный факт.
Давай разбираться. А я помогу тебе в этом. Это самый важный пост, который выходил на этом канале. Потрать 3-4 минуты на чтение — и ты поймешь одну из самых красивых научных теорий.

Вспомните уроки химии в 8 классе, когда учитель на доске рисовал ядро, вокруг которого по орбитам вращались электрончики. «Кекс с изюмом», планетарная модель, электронные облака... Знакомые слова? Круто!

Лучше всего строение и описание атома объясняет квантовая механика. Это новый раздел теоретической физики, который занимается описанием свойств систем с электронно-ядерным строением. Поведение атомов, электронов, фотонов и элементарных частиц... в общем, всё то, с чем плохо справляется физика в рамках классической механики.

Как и многие другие научные дисциплины, вся квантовая механика опирается на несколько главных постулатов, одним из следствий которых является уравнение Шрёдингера.

Важный нюанс. В рамках квантовой механики микроскопические объекты при одних условиях проявляют свойства частицы, а при других — волны.

И для описания такой двойственности в микромире было выведено уравнение Шрёдингера, которое выглядит пугающе, поэтому мы не будем отбирать хлеб у физиков, занимаясь его решением. Запомним только, что решение уравнения Шрёдингера представляет собой волновую функцию, смысл которой заключается в вероятности обнаружить электрон в той или иной точке пространства. Все, волновая функция, запомнили :)

Для наглядного толкования рисуют график радиального распределения электронной плотности. На оси Y откладывается величина, пропорциональная вероятности обнаружить электрон в точке пространства, а на оси X — расстояние от центра атома.

И самое интересное. По мере удаления от центра атома вероятность найти электрон уменьшается (логично, да). Приближается к нулю... Но она никогда его не достигает! То есть даже на бесконечно большом расстоянии от атомного ядра существует ненулевая вероятность обнаружить электрон, связанный с этим ядром!

И это факт, подтвержденный учёными, которые занимаются решением квантовых задач на мощнейших суперкомпьютерах. Другое дело, что вероятность обнаружить электрон после определенного расстояния ничтожно мало :)

Но ты только представь, что рядом с тобой можно найти частички преподавателя, который рассказывает лекцию в другом конце аудитории. Электрон от любой знаменитости, сториз которой ты иногда смотришь в Инстаграме. Или электрон от девушки или парня напротив тебя в метро. Мысль об этом сводит меня с ума!