abortubil

Галлий, кремний, германий, сурьма, висмут и плутоний, по видимому, науке неизвестны.

13:27 «…У воды известно уже 18 видов льда и их продолжают открывать…» 13:30

Ну… Да. Полиморфизм в твёрдых телах — это довольно популярная тема и множество веществ может похвастаться различными упаковками. Например, сегодня известно о множестве различных модификаций, например, оксида кремния, их более 20 модификаций[10]. Чего тут особенного?

13:45 «… А вот вообще потрясающая особенность. Если же по капле воды ударить одним из самых мощных лазеров на планете, то получится микроударная волна, которая создаст запредельное давление в миллион атмосфер, а температура подскочет до тысяч градусов. Что же вода? Она не станет сверхгорячей жидкостью или газом, нет. Парадоксальным образом её атомы замрут, образуя кристаллический лёд, чёрный и горячий. Его называют суперионным. Его предсказывали теоретики ещё тридцать лет назад, а в 19 году учёные впервые получили его в лаборатории. В таком состоянии в воде ионы кислорода образуют жёсткую решётку, а ионы водорода перемещаются по ней как жидкость…» 14:24

К сожалению, поисковик не даёт информации о наличии статьи, предложенной в ролике. А вообще здесь разговор идёт ещё об одном из полиморфов воды, который называют лёд XVIII. Это один из вариантов, так называемого «металлического» состояния, когда кристаллические решётки веществ начинают быть похожи на решётки металлов. Да и ионы кислорода не замирают, а, всё же, колеблются вокруг определённых точек. Как и в любой тверди. Точно такими же свойствами, к примеру, обладает чистый водород, который при высоких давлениях и температуре также становится проводником.[11] Я, к сожалению, не нашёл данных в научных статьях, но то же самое моделирование вполне может предсказать условия, когда такое же поведение продемонстрируют аммиак, сероводород и, например, фтороводород. Они же ничем не хуже!

14:24 «…Возможно, большая часть воды во вселенной существует именно в этой форме…» 14:28

Смелое заявление. Хотелось бы узнать на каком основании это утверждается. Скорее всего, разговор идёт о недрах каких-нибудь звёзд или гигантских объектах, внутри которых и имеются те самые высокие давления и температуры. Но ведь в таких условиях у нас быстро возникнут примеси других ионов, которых будет существенно больше, чем кислорода. Мы же не можем поверить в то, что это будет космический гигант, состоящий только из воды?

14:28 «…Такие условия существуют на Нептуне, Уране, других планетах — ледяных гигантах, разбросанных по бескрайнему космосу…» 14:35

Давайте посмотрим, что написано, например, про Уран[12]:

«…Ледяная оболочка фактически не является ледяной в общепринятом смысле этого слова, так как состоит из горячей и плотной жидкости, являющейся смесью воды, аммиака и метана…»

Или, например, про Нептун[13]:

«…Внутреннее строение Нептуна напоминает внутреннее строение Урана. … В нижних слоях атмосферы найдено много метана, аммиака и воды...»

Так почему же здесь были упомянуты эти планеты? А всё просто. Как и было сказано, и Уран и Нептун относятся к классу ледяных гигантов. А кто такие эти ледяные гиганты? А вот кто[14]:

«Ледяной гигант (также встречается Холодный нептун) — класс планет-гигантов, которые в основном состоят из элементов тяжелее водорода и гелия...». И тут же важное дополнение: «...В астрофизике вещества с температурами замерзания выше или порядка 100 K — в частности, воду, метан и аммиак — называют «льдами» ... По этой причине и за планетами закрепилось название ледяных гигантов, несмотря на то, что там эти элементы находятся в состоянии сверхкритической жидкости...».

Думаю, очевидно, что сверхкритические жидкости, состоящие из воды, аммиака и метана это не то же самое, что твёрдое вещество состоящее из воды. Но, откуда растут корни у этой ошибки, думаю, всем понятно.

14:35 «…Нет до сих пор даже согласия, почему обычный лёд скользкий…» 14:38

Ну как нет согласия? Как и положено науке — есть пара-тройка гипотез, объясняющие наблюдаемые экспериментально явления. Появляются новые экспериментальные данные — гипотезы пересматриваются. Одни погибают, другие наоборот, зарождаются. Вот, к примеру, статья от 2019г, в которой много чего интересного по этому поводу написано [15].

14:47 «…Иногда вода словно нарушает законы физики. Мы знаем, что металл плотнее воды и должен тонуть в ней…» 14:53

Литий с плотностью 0,533 г/см³ (практически в 2 раза меньше, чем у воды) с этим утверждением будет категорически не согласен.[16].

14:53 «…Но положите, например, скрепку или что-то такое небольшое в воду. И предмет останется на поверхности. Вода ведёт себя как гибкая мембрана. Это происходит из-за аномального поверхностного натяжения. При комнатной температуре оно одно из самых высоких среди жидкостей. Выше только у ртути, которая вообще-то металл, хоть и жидкий…» 15:11

Ну с одной стороны непонятно, всё же нарушает вода законы физики или не нарушает, а просто свойства несколько аномальны? Да и насколько аномально это поверхностное натяжение у воды? Давайте сравним:

Ртуть имеет величину поверхностного натяжения равное 485 мН/м, в то время как вода всего 72,8 мН/м. То есть поверхностное натяжение ртути более чем в 6,5 раз больше, чем у воды.

Но, может, вода тоже имеет колоссальный отрыв от других жидкостей? Давайте сравним с соседями по таблице: так глицерин имеет поверхностное натяжение 64,2 мН/м, формамид — 58,2, диэтиленгликоль — 44,7 мН/м.

То есть да, у воды довольно высокое поверхностное натяжение, но оно не сильно выделяется среди других жидкостей.

15:27 «…Всего у воды учёные насчитали сегодня 66 свойств, которые отличают её от большинства известных науке жидкостей…» 15:33

А было бы интересно посмотреть на этот список. Ведь, как мы видим, предложенные выше особенности и уникальности являются не такими уж особенными и уникальными.

Вообще, удивительно, что нам так много рассказали о разных необычных свойствах воды, но не упомянули о том, что вода имеет аномальные температуры плавления и кипения. Давайте сравним температуры плавления и кипения воды с аналогичными водородными соединениями как соседей по периоду, так и по группе:

И вот здесь, как раз, мы действительно наблюдаем весьма аномальное поведение воды, которое, впрочем, объясняется как раз наличием сильных Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий, о которых говорилось выше. Вообще, практически все феноменальные свойства воды объясняются высокой силой межмолекулярного взаимодействия и особого удивления уже давно ни у кого не вызывают. Поэтому да, вода — жидкость довольно уникальная, но ничего необъяснимого, загадочного, таинственного и волшебного в ней нет. Ну… Разве что магическое… А точнее дважды магическое. Дважды магическое ядро атома кислорода… Но, это уже совсем другая история.

15:40 «…Возможно, потому что это на самом деле не одна жидкость, а две в одной…» 15:44

Две в одной? Интересно! Две жидкости в одной — это уже явно раствор. Раствор может быть истинный и коллоидный. Так как и одна и другая жидкость — это одно и то же вещество, то истинного раствора (то есть раствора, где частицы одного вещества равномерно распределены в объёме другого) быть не может чисто по определению. Значит, это должен быть коллоидный раствор, где некоторые объёмы воды с одной структурой равномерно распределены в объёме воды с другой структурой. Но ведь тогда же должна появляться граница раздела фаз и все вытекающие из этого последствия. А как мы знаем, у воды такое обнаружено не было. Но, смотрим дальше.

15:47 «…Безумная на первый взгляд теория одна из самых серьёзных, что предлагают учёные сегодня, для ответа на многие вопросы о странностях воды…» 15:53

Ерунда какая-то. Как уже говорилось ранее, все странности, что были озвучены, легко объяснимы межмолекуляркой. Здесь городится явно что-то избыточное.

16:02 «…Он (Рентген) считал, что вода — это микс из вещества, находящегося в двух разных фазах одновременно…» 16:07

Я, к сожалению, о таких утверждениях Рентгена нигде не читал. Вообще, учитывая то, что он серьёзно занимался наукой с 1871 по 1923 год, а основной закон гетерогенных равновесий был сформулирован Гиббсом в 1873-1876 годах, очень странно было бы слышать от Рентгена подобное. Впрочем, здесь очень важно знать когда, в каком контексте и почему он так утверждал.

16:09 «… В начале 90х попытались построить компьютерную модель воды, чтобы воспроизвести её поведение…» 16:14

И, к сожалению ни слова о том, на каких приближениях строилась эта модель. Даже сегодня вся мощь суперкомпьютеров не сможет посчитать, как будет себя вести, положим, порядка 10 000 молекул воды при помощи точного решения уравнения Шредингера для данной системы. Поэтому приходится вводить какие-то допущения, пренебрежения и т.д. Это приводит к появлению методов молекулярного моделирования. И таких методов — великое множество. И каждый имеет свои ограничения и недостатки.

16:15 «…В симуляцию заложили молекулы воды, которые образовывали соединения более низкой и более высокой плотности…» 16:20

Ну то есть мы в эксперимент вводим не отдельные молекулы воды и смотрим за их поведением, а сразу две разные структуры и предлагаем им конкурировать! Нет, для квантовой и математической химии эти исследования, конечно, крайне интересны, но к реальной воде они отношение имеют постольку поскольку.

16:36 «…Доля одной воды и другой постоянно меняются. Чем ниже температура, тем больше воды низкой плотности и наоборот…» 16:39

Ну тут вообще, страшное нарушение правила фаз Гиббса налицо! Ведь у нас только одна степень свободы и мы не можем менять температуру, не меняя давление, чтобы сохранять равновесие между двумя фазами.

16:45 «… Поэтому, максимальная плотность воды достигается при плюс четырёх градусах по цельсию, а когда приближается к нулю — наоборот начинает быстро падать...» 16:52

Подождите! А что тогда происходит при температуре выше +4 градусов? Ведь по информации, которую нам предоставили, чем температура выше, тем больше у нас воды «высокой плотности». Но при +4 плотность максимальна, то есть при увеличении температуры после +4 плотность воды начинает падать, хотя доля плотной воды должна расти! Противоречие!

16:53 «… Поэтому лёд плавает, а вода имеет другие, как бы аномальные свойства по меркам остальных жидкостей…» 16:57

Эмм… Что-то я, например, здесь связи вообще не уловил. А даже если она и есть, то здесь спутаны причины и следствия. Не разные структуры дают воде аномальные межмолекулярные взаимодействия, а аномальные межмолекулярные взаимодействия дают воде разные структуры, также, как дают аномальное поверхностное натяжение, температуры плавления и кипения и т.д.

17:26 «…И вот пять лет назад команда исследователей неожиданно продвинулась. Они смогли, как считают, найти где проходит граница между двумя фазами воды…» 17:35

Так, ладно. А теперь давайте поговорим об этом по серьёзному. А ситуация у нас здесь следующая. Исследования, которые проводились учёными нашей академии наук чётко показали, что не может существовать никаких долговременных структурных ассоциатов в объёме воды[17]. А те, которые образуются, живут не более наносекунды. Как и в других жидкостях. То есть по сути вода однородна и не имеет никаких долговременных структур в совеем составе. Однако, эти ассоциаты, образующиеся и мгновенно распадающиеся, можно ловить при помощи спектральных методов, собственно, об этом в статье и речь. Но говорить о том, что у нас в воде есть две фазы — это значит не понимать что такое фаза и что такое термодинамика вообще. Но как же быть тогда с утверждением, что учёным удалось их разделить? А вот тут всплывает ещё одно непонимание спикером изложенного в статье. Потому как в статье говорится о том, что спрогнозированы не условия, в которых жидкости разделятся, а условия, в которых начнётся граница раздела фаз на фазовой диаграмме. Эта граница раздела называется линий Видома[18]. Вообще о границе раздела фаз жидкость-жидкость у веществ стали говорить недавно и информации о таких линиях не сильно много. Известно несколько соединений, где нашли такую линию у веществ в области сверхкритического флюида, когда появляются состояния, где вещество скорее газ, чем жидкость и где вещество скорее жидкость чем газ, если говорить простым языком. Было бы логично предположить, что скорее всего такие же переходы возможны и у границы твёрдое-жидкость, но это, к сожалению, немножечко запрещает термодинамика. Однако, поиски в метастабильных состояниях (то есть в состояниях, когда вещество находится не в термодинамически стабильном при данных условиях состоянии) нашли подобное и у границы твёрдое-жидкость. То есть, по сути, найдена координата тройной точки в метастабильном состоянии. И вода в таких условиях будет находиться либо в одном, либо в другом состоянии. Ну или займёт какое-то равновесное, но только если создать условия, соответствующие условиям на линии фазового перехода (ну, примерно как лёд и вода в одном стакане). При этом мы будем чётко видеть границу раздела между двумя фазами.

И да, стоит заметить, что во всех этих экспериментах, облучая воду, мы невольно сообщаем энергию системе, что может приводить к возникновению локальных аномалий, которые мы в итоге и зафиксируем. Поэтому к использованию таких методов для столь тонких структур необходимо относиться с некоторой долей скепсиса.

А вообще, почитайте статью [17] по ссылке:

http://www.mathnet.ru/links/c77c6b5bd63ac8f3a4a7bc2d84f0c25a...

Она, хоть и большая, но очень интересная и на русском языке!

17:59 «…Мы до сих пор не понимаем, откуда на земле столько воды…» 18:02

Ну как откуда. Взрыв сверхновой. Синтез элементов. Водород первый по распространённости элемент во вселенной. Гелий второй — но он абсолютно инертен. Получить истинное химическое соединения гелия до сих пор никому не удалось. Он даже клатратов не образует. Ну а третий по распространённости — это кислород[19]. Ну а дальше образование планет, реакция между кислородом и водородом, конденсация, все дела. Теперь мы знаем!

18:05 «…И она не могла образоваться, когда планета только формировалась 4,5 миллиарда лет назад…» 18:10

Именно! Она образовалась немного позднее, когда планета начала остывать и её температура стала ниже, чем 1000 ℃. Ибо выше 1000℃ вода разлагается на водород и кислород.

18:10 «…Тогда здесь было слишком горячо и вода должна была просто испаряться, а значит она прибыла или появилась тут намного позже…» 18:17

Эмм… А что, гравитация не действует? Тогда почему, например, с нашей планеты до сих пор не испарился азот, который кипит при -196℃ и кислород с температурой кипения -183℃. Для них даже сейчас на нашей планете слишком жарко, не говоря уже о том, что было тогда.

18:19 «…Одна из теорий гласит, что доставили воду астероиды и различные обломки ранней солнечной системы, когда много всякого летало ещё вокруг молодых планет…» 18:27

То есть вы понимаете? Из-за того, что планета слишком горячая, вода с неё убегает, а астероиды бегают по всей солнечной системе, ловят её и возвращают обратно. Правильно?

18:27 «…Предлагалась теория воды из хвостов комет. Они как бы щедро рассеивали влагу на подлёте к Солнцу, а та уже попадала на землю…» 18:34

А вот и космические маршрутки подъехали. При том, обратите внимание, что вода рассеивалась из кометы и начинала ровными рядами следовать по направлению к Земле. Ещё немного, и в этой гипотезе появится невидимая рука творца, направляющая молекулы воды на богоизбранный камень для сотворения там жизни!

«…И создал Господь кометы, и наделил он их живительною влагою и отправил в систему Солнечную. И пролетели кометы рядом с Солнцем и испарило солнце влагу святую с комет. И направил Господь эту влагу на Землю и кометы следом. И упали на землю кометы, и поубивали всех динозавров. А потом явилась и влага священная, да залила она планету собою, и назвал это человек потопом всемирным и спасся он от него на ковчеге Ноевом…»

Как-то вот так, видимо было, да?

18:34 «…Но проверили водород в воде кометы и он оказался не тем, что в нашей земной воде. Другой изотоп…» 18:40

Ну… Наверное не другой изотоп, а другой изотопный состав? Ибо, и протий и дейтерий присутствуют в нашей земной воде, а других стабильных изотопов водород не имеет. Более того, а на каком основании утверждается, что состав нынешних комет и состав комет того времени одинаковый? Что состав исследованной кометы или нескольких комет соответствует среднему составу комет во вселенной? У нас что, есть достаточная выборка? Опять какие-то фантазии.

18:41 «…Серьёзные доказательства появились в пользу теории воды, которую генерирует Солнце. Не само, конечно, а из пыли с астероидов. Из кремния там протонами выбиваются атомы кислорода, они связываются с водородом, вот и вода!...» 18:54

Ну это уже совсем смешно. Вопрос номер один: Почему на астероиде такой процесс происходит, а например, на земле — нет? У нас ведь на планете тоже очень много кремния! Вопрос номер два — а откуда астероид берёт водород в таких количествах и вообще почему образующийся атом кислорода должен с этим водородом взаимодействовать? Почему он не окисляет тот же самый кремний, например? Ну и вопрос номер три — зачем вода после этого уходит с астероида на конкретную планету?

Скорее всего, в данной статье говорили о возможных ядерных реакциях на поверхности астероидов под воздействием Солнечного излучения. А вот то, что вода появилась именно таким образом — это уже большая глупость, ибо у нас и так во вселенной кислорода ну очень много. Зачем его ещё синтезировать?

18:55 «…На астероиде Итокава, с которого зонд собрал образцы пыли, воды насчитали до 20 литров на кубометр породы…» 19:00

То есть 2% от объёма. Сильно. Если, конечно, не учитывать, что вода как-то связана. Но, не стоит забывать, что, во первых, до 20, не значит, 20. А во-вторых, чтобы принести на землю 1458,38 миллионов кубических километров воды, или порядка 1458,38∙10¹⁸ литров, нам потребуется 72,919 10¹⁸ кубометров астероидов. Зная массу астероида, равную 3,51∙10¹⁰ килограмм и среднюю плотность, равную 1,9 г/см³ или 1900кг/м³ [20] легко посчитать, что примерный объём астероида равен 18,5∙10⁶ м³. А это значит, что для того, чтобы насытить нашу Землю водой необходимо полностью осушить примерно 3,942∙10¹² таких астероидов! То есть практически четыре миллиона миллионов астероидов! И вся вода гарантированно должна долететь до земли! Уж действительно, серьёзные доказательства!

Итак! Какой вывод из этого всего мы можем сделать?

Первое: Вода — это действительно уникальная жидкость с довольно интересными свойствами, однако, на сегодняшний день в ней не осталось никаких таин и загадок как таковых. Вода в стабильном состоянии однорода и не имеет долгоживущих структур.

Второе: Изучение классической термодинамики и её применения к объектам окружающего нас мира позволит понимать многие вещи, но, к сожалению, убьёт в вашей жизни чудеса и магию.

Третье: Даже к научным статьям необходимо относиться с некоторой долей скепсиса. Изучать, анализировать и думать своей головой. А научно-популярные источники вообще могут быть как просто некомпетентной интерпретацией научных статей, так и политической агиткой.

То есть, перестаньте верить в чудеса, совершенствуйте свои знания о мире, учитесь пользоваться своей головой, критическим мышлением, логикой и здравым смыслом, а так же никогда не полагайтесь слепо на авторитеты и будет вам счастье!

Всем спасибо!

Литература:

1) Храмов Ю. А. Гиббс, Джозайя Уиллард // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 83. — 400 с.

2) Еремин В. В. и др. Основы физической химии: учеб. пособие: в 2 ч //О-75 Теория и задачи. – 2013.

3) Петрянов-Соколов И. В. и др. Популярная библиотека химических элементов. Книга вторая: серебро-нильсборий и далее. – Москва: Наука, 1983. Стр.431.

4) Mann, Martin (July 1961). "Facts and Fallacies of World War III". Popular Science. 179 (1): 92–95, 178–181. ISSN 0161-7370

5) Щукин Е. Д., Перцов А. В., Амелина Е. А. Коллоидная химия. – Москва: высшая школа, 2004г. Стр.55

6) Д. Шрайвер, П. Эткинс. Неорганическая химия. В 2-х т. Т. 1/ Пер. с англ. М.Г. Розовой, С.Я. Истомина, М.Е. Тамм. — М.: Мир, 2013. Стр.108-134

7) Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. Пособие для ВУЗов. 3 изд., испр. М.: Химия, 2000. Стр. 253, реакция 12

8) Гинзбург В.Л. УФН 103 87 (1971).

9) Derjaguin B. V. and Churaev N. V. Nature of «Anomalous Water» (англ.) // Nature. — 1973. — Vol. 244, no. 5416. — P. 430—431. — doi:10.1038/244430a0

10) http://crystallography.net/cod/search в графе поиска по химической формуле вбить «O2 Si».

11) https://ru.wikipedia.org/wiki/Металлический_водород

12) https://ru.wikipedia.org/wiki/Уран_(планета)

13) https://ru.wikipedia.org/wiki/Нептун

14) https://ru.wikipedia.org/wiki/Ледяной_гигант

15) Canale L. et al. Nanorheology of interfacial water during ice gliding //Physical Review X. – 2019. – Т. 9. – №. 4. – С. 041025. https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.041025

16) https://ru.wikipedia.org/wiki/Литий

17) Г. Р. Иваницкий, А. А. Деев, Е. П. Хижняк. Может ли существовать долговременная структурно-динамическая память воды? // Успехи физических наук. — Российская академия наук, 2014. — Т. 184, № 1. — С. 43—74. — doi:10.3367/UFNr.0184.201401b.0043

http://thermophysics.ru/pdf_doc/MeWa.pdf

18) https://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_liquid–gas_bound...

19) https://ru.wikipedia.org/wiki/Распространённость_химических_...

20) https://ru.wikipedia.org/wiki/(25143)_Итокава

Для тех же, кто больше любит читать я попробую предоставить текстовый формат. В виде цитат я буду предоставлять отрывки из ролика и пытаться их разобрать.

Ролик начинается с рассказа о так называемой «поливоде», сложной системе, образующейся в тонких запаянных капиллярах. Явление, которое, действительно, в своё время наделало некоторое количество шума, но с ней довольно быстро разобрались.

0:44 «…Речь шла о том, что её молекулы имеют более низкий энергетический уровень, а значит, при контакте с молекулой обычной воды она может переводить её в своё состояние и превращать в себя…» 0:55

Скажу сразу, что тут нужно помнить, что разговор идёт об учёных, работавших в 60-70 годах прошлого века, а значит знакомые с теориями термодинамики Гиббса, которые он сформулировал уже в 1875г [1], основами квантовой механики и прочими передовыми на тот момент достижениями науки. И термодинамика Гиббса нам на этот счёт сообщает, что любая система всегда будет стремиться к минимуму своей потенциальной энергии и этот минимум зависит от внешних условий, в которых наша система находится. Для того, чтобы состояние системы изменилось, над ней нужно либо совершить работу, сообщив ей энергию, либо заставить саму систему совершить работу, отняв таким образом у неё энергию, либо поместить систему под действие внешнего поля.[2]

Отсюда следует, что, во-первых, говорить об энергии отдельной молекулы довольно глупо, ведь речь идёт о системе, состоящей из большого числа молекул, взаимодействующих друг с другом, что приводит к тому, что суммарная энергия системы не будет равна сумме энергий составляющих её молекул без учёта этих взаимодействий. А во-вторых, молекула не может переводить в своё состояние другие молекулы. Это можно делать меняя внешние условия, например, нагревая или сдавливая воду. С другой стороны, если внешние условия постоянны, то, следуя принципам термодинамики и законам сохранения энергии, потенциальная энергия новой системы будет где-то между энергиями этих двух систем. Более того, вклад каждой из систем будет пропорционален количеству вещества, имеющейся в данной системе. Ну, попробуйте, например, капнуть каплю холодной воды в 20-литровую кастрюлю кипятка. Очевидно, что у капли холодной воды потенциальная энергия системы много ниже. Но почему-то эта капля не переведёт в своё состояние 20 литров кипятка. Более того, эффект будет настолько ничтожен, что скорее всего мы его даже не сможем зафиксировать.

Но зачем же вообще тогда предполагать подобные абсурдности? Учитывая время проведения экспериментов, есть очень хорошая вероятность того, что это был один из инструментов пропаганды США против соц.блока. Известны случаи когда научную новость очень сильно искажали журналисты. Например, примерно в это же время появилось известие о том, что даже незначительная прибавка калифорния к делящемуся материалу существенно опускает критическую массу для этого материала. На основании этого кто-то предположил, что в таком случае можно начинить таким материалом пулю и это будет такая компактная атомная бомба, что в последствии привело к тому, что, цитата: «…в американских журналах печатались статьи с описанием храбрых снайперов, которые выстрелами из винтовок, заряженными калифорниевыми патронами, преграждают путь целым армиям…». [3, 4] Разумеется, в действительности такие патроны не изготавливались, но статьи с таким наполнением позволяли как выбить денег на исследование, так и объяснить гражданам зачем нужно столько денег тратить на оборонный бюджет. А значит, и данное высказывание можно рассматривать не как научное заключение, а, скорее, как политическое.

2:41 «…Ещё в XIX веке некто Вильям Томсон, вошедший потом в историю как лорд Кельвин, описал эффект при котором вода испаряется быстрее, когда она в виде отдельных капель, чем когда она в чаше, а в стеклянной трубке так совсем медленно. Учёный объяснил это тем, что у капли сильнее искривлена поверхность, из-за чего она иначе взаимодействует со средой. Это называют капиллярными явлениями...» 3:03

Докладываю. «Капиллярные явления», более известные как «капиллярный эффект», есть совокупность явлений, которые протекают на границе раздела фаз. Если говорить простым языком, то в случае, например, когда взаимодействие жидкости с твёрдой поверхностью термодинамически выгоднее, чем с газом, то жидкость будет «размазываться по такой твёрдой поверхности (как принято говорить, она будет её смачивать). Например, вода очень хорошо смачивает стекло. В противном случае, наоборот, жидкость будет собираться в капли, стараясь как можно сильнее уменьшить площадь соприкосновения с твёрдым телом и, соответственно, увеличить с газовой фазой. Так, например, ведёт себя вода на поверхности тефлоновой сковороды или ртуть на поверхности стекла. А вот скорость испарения объясняется не капиллярным эффектом и не взаимодействием жидкости с абстрактной средой, а зависимостью величины насыщенного пара от формы поверхности. Эта зависимость получила название «Закон Лапласа» [5], а разность в давлениях называют капиллярным давлением.

Обратите внимание, как похожи названия «капиллярное давление» и «капиллярные явления». Человеку, не подкованному в данной области легко запутаться и принять одно за другое, хотя, по сути, это абсолютно разные явления, хоть и имеющие свой вывод примерно из одних и тех же характеристик жидкостей (поверхностное натяжение, энтальпия, энтропия и т.д.).

3:48 «…Он (Федякин) опубликовал статью об исследовании в советском научном журнале, который читали только в СССР…» 3:53

Ну тут уж, простите, не могу не заступиться за нашу науку. Читали наши научные журналы много где. Читали учёные стран социалистического блока, читали и на западе. Мало, конечно, но читали. Равно как и у нас читали западную научную литературу.

3:53 «…И только один человек обратил внимание и ухватился за открытие…» 3:56

Ну… Было бы странно, если бы за это ухватилась, например, группа учёных изучающих переработку нефти или занимающуюся ион-проводящими керамиками. Открытием занялась группа, подчёркиваю, группа учёных, специализирующаяся в данной тематике. И очевидно, что раз разговор идёт о Московском отделении Российской академии наук, то и руководитель лаборатории, в которой проводится исследование очевидно будет выдающийся учёный, академик или член-корреспондент. Наличие профессора на такой должности скорее исключение. Поэтому говорить о том, что за идею ухватился только один, но видный учёный — это полное непонимание того, как работает современная наука и как устроены научные институты.

4:53 «…Стало ясно, что это наиболее термодинамически стабильная форма воды из всех прежде известных, а значит, при любом контакте с обычной водой, обычная будет принимать такое же состояние…» 5:05

А вот здесь повествование уже начинает противоречить самому себе. Ведь, как мы помним, нам показывали ампулу, где жидкость разделилась на две разных, хотя была одна. А это значит, что как только образуется один «очаг» этой особой воды, то, следуя логике утверждения выше, она должна вся перейти в такое состояние. Но экспериментально-то мы этого не наблюдаем! Выводы? Я думаю, вы можете сделать их самостоятельно.

5:06 «…Пора было ошарашить мир. Это почти как запустить первого человека в космос. И это точно Нобелевка…» 5:12

Нет, понятное дело, что это всего лишь оценочное суждение автора данного ролика. Но давайте посмотрим, а за что присуждали нобелевские премии по физике и химии в это время (период с 1964 по 1967г).

Итак, физика:

В то же время в химии:

Опять же, для человека, не сильно сведущего в естественных науках, эти слова не говорят практически ни о чём, но если разобраться детально, то будет очевидно, что открытие, пусть и аномального, но одного вещества по размаху и значимости даже рядом не стоит с открытиями, за которые в это время вручали нобелевские премии. Не думаю, что Дерягин всерьёз на это рассчитывал.

5:50 «...Учитывая полученные данные, учёные объяснили поразительные особенности этой воды её особой структурой, а не составом. У обычной воды молекулы не разлетаются в разные стороны по тому, что их притягивают друг к другу межатомные силы, их называют силы Ван-Дер-Ваальса, по имени первооткрывателя. Совсем не это происходит в аномальной воде. Там молекулы HO образуют более сильные химические связи. Частицы соединяются вот в такие цепочки из шестиугольников…» 6:19

Опять противоречие. Здесь, смотрите какая штука. Само определение слова молекула говорит нам о том, что это группа атомов, которые связаны между собой химическими связями. А это значит, что если между молекулами воды образуются именно химические связи (которые действительно много прочнее межмолекулярных), то и эти молекулы превращаются в одну большую молекулу типа НО или что-то такое. А это значит, что у нас появляется новое вещество, а значит, меняется состав. Но нам-то было сказано, что объяснение было сделано на основе структуры, а не состава, а значит, новых веществ быть не должно, а значит не должно быть и новых химических связей. Более того, если мы внимательно посмотрим на структуры, то увидим там трёхвалентные кислороды и двухвалентные водороды:

Стоит отметить, что химическая связь — есть связь, образованная за счёт создания общих электронных пар между атомами. Учитывая, что, как говорилось ранее, в 1966 году была выдана нобелевская премия за работы по методу молекулярных орбиталей, то метод октетов Льюиса и метод валентных связей был широко к тому времени известен. И, применяя эти методы к водороду и кислороду, мы с полной уверенностью можем сказать, что такие структуры с химической связью существовать попросту не могут.[6]

Но что мы тогда видим на картинке? А на картинке мы видим модель взаимной ориентации молекул воды друг относительно друга за счёт как раз таки Ван-дер-Ваальсовых сил. Притом модель довольно условную, ибо эти структуры, на самом деле, не плоские, а объёмные. Такие модели, кстати, даже в школах есть в огромных количествах. Вот, например, такая модель в той, в которой работаю я:

Посмотрите, как похожа! А так как на тот момент отсутствовали методы, которые позволяли бы установить позицию водорода точно, то его располагали посередине между атомами кислорода, как бы в суперпозиции (тут можно говорить об причастности водорода к тому или иному атому кислорода, о туннелировании и так далее, но это мы полезем совсем уж в дебри). И тогда действительно, мы говорим об особой структурной организации молекул в жидкости.

Ван-дер-Ваальсовы связи — это, в отличие от химических, связи, основанные на дисперсионных и электромагнитных взаимодействиях между различными молекулами. Одной из таких связей является так называемая «водородная» связь, которую могут образовывать соединения, имеющие сильнополярную связь какого-либо элемента с водородом. Такими связями может похвастаться вода, фтороводород и ряд других соединений. Сила таких взаимодействий такова, что, например, фтороводород способен существовать в виде двух-, трёх-, четырёх- и более молекулярных ассоциатов даже в газовой фазе,[7] не говоря уже про ассоциаты в жидкости.

Ну и раз уж начал, то позвольте придраться. Всё же Ван-дер-Ваальсовы силы образуются между молекулами, а не между атомами, как было сказано.

6:50 «...Поливодой объясняют пластичность глины, ... Поливода объясняет как озимая пшеница переживает морозы во влажной почве, и как это же получается у некоторых животных типа древесных лягушек, которые могут вмерзать в воду, а лёд образуется у них под кожей и ничего…» 7:09

Здесь стоит отметить то, что не открытие «поливоды» позволило объяснить эти явления, а на основе открытой поливоды появились новые теории, объясняющие эти процессы. То есть не «из-за поливоды происходит то и то», а «вероятно, что то и то происходит именно по причине этих и этих свойств поливоды и сейчас мы попробуем это как-нибудь обосновать».

7:38 «…Они без труда повторили и получили её (поливоду) на своём оборудовании, но всё пошло не так, когда начали светить аргоновым лазером. На месте образца оставался уголёк. Это было странно…» 7:49

Разумеется странно! Если при облучении образца, состоящего из водорода и кислорода вы получили уголёк, который состоит из атомов углерода, то либо вы смогли при помощи аргонового лазера осуществить ядерную реакцию и вот это уже точно нобелевка и мировое признание, либо вы криворукий лаборант, который загадил чем-то образец.

8:08 «...Тут Русо осенило! Он регулярно играл в гандбол и как-то выжал пот со своей футболки и прогнал через спектрометр где до этого гоняли поливоду. Спектрограмма получилась практически такой же как у поливоды…» 8:20

Ну во-первых, на месте научрука этого аспиранта я сначала огрел бы его тигельными щипцами, а затем отправил бы отмывать белый керамический тигель от следов хлорида железа (III), ибо аспирант, запихивающий свой пот в дорогой и сложный прибор, по уровню интеллекта сопоставим с офисным клерком, который при помощи дорогого сетевого МФУ сканирует свою голую задницу.

При этом стоит отметить, что человеческий пот, особенно не чистый, если можно так сказать, а выжатый с футболки, содержит такое количество различных веществ и соединений, что его спектр будет похож на забор.

8:20 «...Да, загадочная поливода была лактатом натрия из соли человеческого пота. Как пояснял Русо, даже малому количеству достаточно было испариться с кожи учёных в лаборатории, чтобы осесть потом с конденсатом на трубках, где потом получали поливоду и придавать ей те самые невероятные для воды свойства…» 8:38

Первое предложение очень смахивает на тупой машинный перевод с иностранного языка. С точки зрения химии написанное просто нелепо. Если делать этот перевод по уму, то должно получиться следующее: «Да, загадочная поливода была раствором лактата натрия — соли, имеющейся в человеческом поте.»

А вообще сама по себе ситуация довольно абсурдна. Если небольшой капли с лактатом натрия хватает для того, чтобы превратить в поливоду обычную воду в тонком капилляре, то почему же вода не превращается в поливоду когда потный человек прыгает в бассейн? Когда человек пьёт горячий чай? Да когда этот лактат натрия находится вообще внутри самого человека в конце концов? Или лактат натрия обладает интеллектом и включает у воды особые свойства только тогда, когда попадает в тонкий капилляр в исследовательской лаборатории? Как интересно это всё!

Более того, изначально нам говорили, что спектрограммы (без указания спектрального метода, который использовали) поливоды были уникальны. Но разве к тому времени никто не снимал спектров солей популярных органических кислот? В это также с трудом верится.

Да и лактат натрия — это же сильный электролит, при том в условиях наших систем он находится в предельно малых концентрациях. А значит, такая жидкость должна подчиняться закону Рауля, открытому в 1887 году. А она, судя по экспериментальным данным, не подчиняется. А, между прочим, опровержение закона Рауля — это открытие посильнее поливоды будет!

В общем, вся эта история, пусть даже, возможно, и описанная в научном журнале, очень сильно смахивает на байку, к которой нужно прилагать кота и лампу.

8:40 «…Но пропитанный потом дерзкий аспирант отменил научную революцию, конец света изо «льда-9», опрокинул пентагон, ЦРУ и мэтра советской химии, ну, конечно, не сразу. Статья парня в science заставила всех бороться за поливоду до конца. Все стали проверять его: «Да ладно! Не может быть!» и тогда уже посыпались одна за другой статьи с подтверждением: «Ай-ай-ай! Да, соль, бывает. Давайте теперь поговорим о чём-то другом»...» 9:04

Ну тут прям откровенный поклёп на нашу науку в целом и на Дерягина в частности. Вообще, глядя на форму повествования, стиль и прочие особенности текста, я склоняюсь к мнению, что это либо перевод одной американской художественной научно-популярной статьи (ключевое слово — художественной), либо компановка двух-трёх таких статей на эту тему. Ну посмотрите, как всё красиво. И завязка есть, с учёным одиночкой, труды которого никому не были интересны, кроме одного светилы. И казалось бы изученное вдоль и поперёк вещество теперь вновь окутано тайной, и множество умов, которые не смогли разгадать эту тайну. И молодой неизвестный учёный который с помощью колхозных методов взял и всё разгадал. Хэппи энд! Красиво! Хоть фильм снимай! Только вот действительности, к сожалению, это всё соответствует мало… Как говорилось в тексте ролика, сам Дерягин изначально писал, что в воде есть примеси натрия и калия. Да и к работе изначально было достаточно много вопросов и не только из-за рубежа. В частности Л.В. Гинсбург сильно критиковал эту работу, говоря о том, что это смесь воды и различных гидрозолей, заявляя в частности: «…Этот пример поучителен во многих отношениях, в частности как напоминание о необходимости любое открытие считать окончательно установленным лишь после многократной и всесторонней проверки» [8].

Обратите внимание, год тот же самый, что и в статье про аспиранта, но заявления совсем другие. И именно Дерягин позже сам сформулировал возможную причину такого поведения воды и опубликовал по этому поводу статью в Nature[9]. Примесью оказались не низкомолекулярные соли, а полифосфаты и полисиликаты, которые, с одной стороны, попадали в эту воду не магически по воздуху, а переходили в раствор с поверхности стекла, из которого состоит капилляр. Этим, кстати, в том числе, можно и объяснить то, что в СССР эксперимент воспроизводился очень хорошо, а в мире с вероятностью 30-40%. Разные страны использовали разное сырьё и разные методы производства химического стекла. А во-вторых, так как эти полифосфаты и полисиликаты полимерны, то и свойства поливоды соответствовали свойствам растворов полимеров. То есть, обратите внимание, после публикации работы про лактат, споры не только не утихли на ближайшие два года, но разворачивались вокруг совсем других теорий и гипотез. Что, кстати, разумно.

9:04 «…Конечно, такое всеобщее и настолько полное помутнение имеет причину. Одна из них — страхи эпохи холодной войны…» 9:11

Эта фраза также явно демонстрирует полное непонимание того, как работает наука. При чём здесь помутнение? Одни учёные нашли необычное свойство, опубликовали статью. Другие проверили, нашли нестыковки, раскритиковали, или наоборот, воспроизвели и дополнили. Это обычные будни учёных. И сегодня есть масса примеров, когда на один и тот же процесс имеется две или больше точек зрения. Лично я, защищая свой диплом, столкнулся с вопросом механизма работы Mn-катализаторов при окислении озоном. Таковых механизмов не один и учёные из разных стран активно пытаются доказать, что именно предложенный ими механизм истинный. И за каждой публикацией есть ещё целый ряд исследований, ссылающийся на эту публикацию и дополняющих её. И этот вопрос решится тогда, когда будет придуман метод, убедительно доказывающий ту или иную точку зрения.

Но, всё же, как я и говорил, без политики тут не обходится. Только эту политику творят, в основном, не учёные, а как раз популяризаторы, которые и превращают обычные научные будни в инструмент пропаганды. Здесь, к слову, отлично видно, что кадры фильма взяты из западного ролика. Лето и улыбающаяся молодёжь у них, зима, военные и колючая проволока у нас.

Продолжение в следующем посте по ссылке: Простая вода или новые мифы в научпопе (обзор ролика от канала SciOne). Часть 2

Литература:

1) Храмов Ю. А. Гиббс, Джозайя Уиллард // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 83. — 400 с.

2) Еремин В. В. и др. Основы физической химии: учеб. пособие: в 2 ч //О-75 Теория и задачи. – 2013.

3) Петрянов-Соколов И. В. и др. Популярная библиотека химических элементов. Книга вторая: серебро-нильсборий и далее. – Москва: Наука, 1983. Стр.431.

4) Mann, Martin (July 1961). "Facts and Fallacies of World War III". Popular Science. 179 (1): 92–95, 178–181. ISSN 0161-7370

5) Щукин Е. Д., Перцов А. В., Амелина Е. А. Коллоидная химия. – Москва: высшая школа, 2004г. Стр.55

6) Д. Шрайвер, П. Эткинс. Неорганическая химия. В 2-х т. Т. 1/ Пер. с англ. М.Г. Розовой, С.Я. Истомина, М.Е. Тамм. — М.: Мир, 2013. Стр.108-134

7) Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. Пособие для ВУЗов. 3 изд., испр. М.: Химия, 2000. Стр. 253, реакция 12

8) Гинзбург В.Л. УФН 103 87 (1971).

9) Derjaguin B. V. and Churaev N. V. Nature of «Anomalous Water» (англ.) // Nature. — 1973. — Vol. 244, no. 5416. — P. 430—431. — doi:10.1038/244430a0

10) http://crystallography.net/cod/search в графе поиска по химической формуле вбить «O2 Si».

11) https://ru.wikipedia.org/wiki/Металлический_водород

12) https://ru.wikipedia.org/wiki/Уран_(планета)

13) https://ru.wikipedia.org/wiki/Нептун

14) https://ru.wikipedia.org/wiki/Ледяной_гигант

15) Canale L. et al. Nanorheology of interfacial water during ice gliding //Physical Review X. – 2019. – Т. 9. – №. 4. – С. 041025. https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.041025

16) https://ru.wikipedia.org/wiki/Литий

17) Г. Р. Иваницкий, А. А. Деев, Е. П. Хижняк. Может ли существовать долговременная структурно-динамическая память воды? // Успехи физических наук. — Российская академия наук, 2014. — Т. 184, № 1. — С. 43—74. — doi:10.3367/UFNr.0184.201401b.0043

http://thermophysics.ru/pdf_doc/MeWa.pdf

18) https://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_liquid–gas_bound...

19) https://ru.wikipedia.org/wiki/Распространённость_химических_...

20) https://ru.wikipedia.org/wiki/(25143)_Итокава

Так вот. Если мы возьмём физически здорового умного крепкого мужчину (или женщину, не особо принципиально) и предложим ему сделать то же самое, то у него не хватит на это сил чисто физически, ибо для того, чтобы закрыть три семестра за 1 нужно впахивать постоянно в режиме 24/7. Это посещать, оформлять и сдавать практикумы, изучать и вникать в сам предмет. Более того, изучение одних предметов невозможно без изучения других предметов (например, квантовую физику невозможно изучать без азов теоретической механики, которую, в свою очередь, невозможно изучать не зная дифференциального счисления). Нет, определённо, часть работ может быть куплена или сделана родителями/другими людьми. Но как, простите, он тогда смог на отлично сдать, например, квантовую механику, вся суть которой сводится к умению хитро интегрировать и дифференцировать.

Возможно такое только в том случае, если программа курса слишком проста и требует лишь поверхностных знаний и цитирования методичек без вникания в сам предмет и без демонстрации умения пользоваться инструментарием данного предмета.

Так всё же что это такое? Вброс? Пиар-акция? Или просто очень слабые стандарты системы образования?

Источники:

1) https://tjournal.ru/news/406629-belgiyskiy-vunderkind-v-11-l...

2) https://www.psychnewsdaily.com/belgian-dutch-child-prodigy-g...

3) https://nos.nl/artikel/2388098-belgisch-nederlandse-jongen-1...

P.S. Предчувствуя кучу ссылок на различного рода гениев, хочу сразу сообщить следующее: знать языки и решать математические/логические задачи, а равно играть в шахматы или го — это одно. Языки — это чисто возможности памяти, математика — это абстракции, которые решаются чисто на логике. А вот уже применение этих абстракций к реальным моделям, с допущениями, погрешностями и прочими особенностями методов — это уже совсем другое.

Обратите внимание, что у нас очень много различных вундеркиндов, которые могут в математику, но вундеркиндов, которые могут в оргсинтез или физику твёрдого тела у нас нет и не намечается. Почему так?

Более того, как я писал выше, вопрос даже не в том, что существует гипотетический надмозг, который может это изучить в столь юном возрасте (хотя к этому тоже есть очень большие вопросы), вопрос в том, как закрывать три семестра за один чисто физически (при условии, что, например, предмет 5 семестра не закрывается без знания предметов 2 и 4 семестров)?

Для любителей текстовых вариантов — текстовый формат:

Хоть представления о том, что материя состоит из очень маленьких дискретных частиц, сформировалось ещё в древней Греции, подтвердить это экспериментально удалось много позднее. Одним из основных доказательств дискретности материи служил тот факт, что вещества взаимодействуют между собой в определённых массовых соотношениях. Это можно было объяснить, например, тем, что вещество состоит из частиц, которые взаимодействуют друг с другом в определённом количественном соотношении. А так как масса каждого типа частиц одинаковая, то количественное отношение взаимодействующих частиц должно быть равно отношению массовому.

В силу того, что исследователи того времени не обладали инструментами для того, чтобы хотя бы примерно оценить массы или размеры самих частиц, было решено использовать массовые отношения в качестве аналога количества. Первая попытка создания таблицы с относительными массами принадлежит Джону Дальтону. В 1803г. он предлагает таблицу, в которой относительные атомные массы элементов выражены через массу атома водорода. То есть, если атом водорода весит одну некую условную единицу массы, тогда кислород весит примерно 16, углерод 12 и так далее. Эту условную единицу стали называть «атомной единицей массы» (а.е.м.) или, в честь учёного, который её ввёл — Дальтоном (Да).

Однако, в силу того, что получить чистый водород, а уж тем более работать с ним, по тем временам было довольно сложно, в 1818г. Берцеллиус предлагает кислородную шкалу, где за эталон массы принимается уже атом кислорода, относительная масса которого была принята за 103. Система Берцеллиуса больше пришлась по душе мировому научному сообществу и являлась основной на протяжении практически 50 лет. В 1860х годах мода сменилась, и учёные вновь перешли на водородную систему, а в начале XX века вернулись к кислородной шкале. Но теперь за атомную единицу массы брали массу, равную 1/16 массы атома кислорода. И водородная и кислородная шкалы имели как достоинства, так и недостатки. Особенно учитывая то, что после открытия различных изотопов (атомов одного и того же химического элемента с разной массой) кислорода, существовало две кислородные шкалы — по массе чистого изотопа кислорода 16 и по средней массе кислорода.

Существование нескольких шкал в науке всегда не приветствовалось и в 1960м году учёные окончательно утвердили шкалу, по которой будут определяться массовые соотношения. Этой шкалой стала углеродная шкала, а 1 а.е.м стала строго равна 1/12 массы изотопа углерода 12. Причины такого решения — это тема для отдельного поста.

То есть, по сути, химики оперируют не количеством конкретного вещества, а лишь относительной массой частиц этого вещества. Но что же тогда такое «моль» и откуда он взялся?

Термин «моль» появился в 1897 году как тупой перевод некой единицы «mol», придуманной в 1894 году Оствальдом как сокращение слова «молекула».

А его использование в современном понимании началось как раз после принятия углеродной шкалы. В силу того, что атомные единицы массы были величинами относительными и безразмерными, было решено привязать их к реальным массам. Так как наиболее удобными массами для работы в лаборатории являются величины порядка грамма, за эталон количества, которое стали именовать «моль», взяли величину, численно равную количеству атомов которое содержится в 12 граммах чистого вещества, состоящего из изотопа углерода 12. То есть, по сути, моль — это величина, которая связывает граммы и относительные атомные единицы массы. Число частиц в одном моле вещества постоянно и именуется числом Авогадро. Авогадро, к слову, численно эту величину не выводил и вообще к этой концепции имеет косвенное отношение. Он лишь утверждал, что при одинаковых температуре и давлении в равных объёмах идеальных газов содержится одинаковое количество молекул. Это утверждение послужило началом к установлению численного значения количества частиц в одном моль вещества.

Не будем подробно останавливаться на методах определения этой величины, скажем лишь, что изначально она определялась при помощи постоянной Больцмана и свойств реальных газов. Численно эта величина равна порядка 6,02*10^23 штук в 1 моль вещества (более точное значение легко можно отыскать в интернете).

Вот, наконец, мы и пришли к штукам, о которых говорили изначально. Однако, стоит понимать, что эти штуки довольно условны. И здесь в ход вступает уже точности определения как самих масс, так и числа Авогадро, а так же квантовые эффекты.

По сути, если мы предположим, что у нас будет теоретическая возможность с максимальной точностью накладывать на весы атомы углерода, то их масса может и не быть равна строго 12 граммам. Но, в силу того, что у нас нет (и в ближайшее время не предвидится) аппаратуры с такой точностью, мы всегда можем говорить о количестве как «В одном моль вещества содержится что-то около 6,02*10^23 частиц».

С другой стороны, раз моль — это не штуки, а кучи штук, то выражение количества вещества через моли допускает дробные значения. То есть полторы штуки атомов — это недопустимо, а вот полтора моль — вполне допустимо.

Ну и раз уж мы заговорили о численных границах, давайте попробуем найти минимальное значение, которое может иметь такая величина как «моль». Для этого мы возьмём обратное значение постоянной Авогадро или 1/6,02*10^23. В результате получим что-то около 1,66*10^-24.

Отсюда получается, что количество вещества, которое меньше данной величины считается сугубо математическим, и к реальности не будет иметь никакого отношения. Конечно, мы могли бы сказать, что количество вещества также должно быть кратно полученному значению, но в силу больших погрешностей, а так же не полном соответствии числа Авогадро реальному числу частиц в какой-нибудь системе, это соответствие установить строго невозможно.

Итак, подведём итоги:

• На самом деле, химики используют не количество вещества, а лишь относительные массовые порции этого вещества.

• Моль — это всего лишь величина, связывающая реальную массу вещества с её относительной массой по углеродной шкале.

• Один моль содержит не строгое количество частиц, а лишь приблизительное, с некоторыми допущениями и ограниченное точностью аппаратуры на которой оно измерено.

• Количество, выраженное в молях может иметь дробное значение.

• Количество вещества, которое имеет порядок -25 и ниже не может существовать в реальном мире.

Для любителей текстовых вариантов — текстовый формат.

Итак. Названия химических соединений — это в любом случае слова и правила русского языка для них не чужды. А значит любое название имеет корень и может иметь приставки и суффиксы. Начнём с корней.

Здесь представлены некоторые корни, которые будет давать "названиеобразующий" элемент:

Помимо корней необходимо знать также приставки и суффиксы:

Теперь о принципах наименования соединений. Если соединение бинарно (т.е. состоит из двух элементов), то название будет давать атом, имеющий отрицательную степень окисления. Так как их степень окисления отрицательна, то и суффикс будет соответствующий — "-ид".

Если же соединение содержит более двух атомов, а в состав входит ещё и кислород, то название будет давать элемент, атом которого находится перед кислородом. И в зависимости от его степени окисления суффикс будет либо "-ит" либо "-ат". Или на примерах:

Обратите внимание, что в соединении K2SO3 стоит суффикс "-ит", а в соединении K2CO3 — суффикс "-ат". Это связано с тем, что сера находится в 6 группе, а значит её максимальная степень окисления +6, из чего следует, что +4 для серы — низкая степень окисления. Углерод же находится в 4 группе и степень окисления +4 для него максимально высокая степень окисления.

В случае же, когда атом одного элемента имеет более трёх устойчивых степеней окисления, для соединений, в котором элемент, дающий название, имеет положительную степень окисления, в ход идут приставки. Суффиксы "-ит" и "-ат" применяются для промежуточных степеней окисления, а для самой высокой и самой низкой положительной степеней окисления применяют приставки так, чтобы по смыслу получалось "ниже, чем низкая" и "выше, чем высокая". Примеры приведены ниже:

Возможно, некоторые из читателей заметили, что углерод и кремний имеют два корня. Это связано с особенностями русского языка. Так, в соединениях, где углерод проявляет степень окисления -4 применяется корень "карб-", однако, в соединениях, где углерод проявляет степень окисления +4 применяется корень "карбон-". Аналогичная ситуация с кремнием. Кремний -4 даёт корень "силиц-", тогда как кремний +4 даёт корень "силик-".

Также стоит сказать пару слов об особенности употребления приставки "пер-". Эта приставка употребляется, как правило, в двух случаях. Первый — это для обозначения элемента в степени окисления +7, а второй — когда нужно указать, что атом имеет не минимально возможную, отрицательную степень окисления. Так, например, кислород, который имеет минимальную степень окисления -2, может образовывать соединения, в которых его степень окисления будет равна -1. Так как -1 — это выше, чем -2, то мы вправе использовать приставку "пер-" и в таком случае у нас будет получаться пероксид.

Теперь поговорим о названиях кислот. С ними немного интереснее. Для бескислородных кислот используется русский корень элемента и через соединительное "о" присоединяется "-водородная кислота". Для кислородной кислоты с атомами элемента в низких степенях окисления также используется русский корень и суффиксы "-ист-" или "-нист-", в высоких степенях окисления — суффикс "-н-"

Исторически сложилось, что водородное соединение азота называют аммиак (равно как фосфорное — фосфин, кремниевое — силан, углеродное — метан и т.д. Это характерная особенность для элементов IV и V групп). В связи с этим название азотоводородная кислота (по другим источникам азотистоводородная кислота) применяется к соединению HN3, также именуемое азидоводородом.

Для соединений, где образующие название атомы имеют более двух положительных степеней окисления, используются следующие суффиксы:

Также стоит знать названия части сложных катионов и анионов, которые невозможно назвать по приведённым выше правилам:

А так же названия числовых приставок:

При помощи числовых приставок, в частности, обозначают, какое количество атомов элемента, образующего название, приходится на одну структурную единицу вещества:

Отдельно стоит остановиться на названиях кислых и основных солей. Водород в солях обозначают приставкой "гидро-", гидроксильную группу обозначают приставкой "гидроксо-", не забывая про приставку "ди-", если таких групп две:

Зачастую катионы в соединении могут иметь разные степени окисления, поэтому, если для катиона такое возможно, в названии этого соединения после названия катиона в скобочках указывается его степень окисления римскими цифрами:

С другой стороны, может применяться номенклатура, по которой числовыми приставками указывается количество катиона и количество аниона (если приставки нет, значит такая структурная единица одна):

В двойных или смешаных солях названия катионов или анионов перечисляются через дефис:

Если соединение является кристаллогидратом (то есть в своей кристаллической решётке помимо самого вещества содержится ещё и вода), то названия для таких веществ формируется следующим образом:

Следует помнить, что эти названия будут применяться только для твёрдых кристаллических веществ. У вас не может быть раствора пентагидрата сульфата меди (II) (или другими словами раствора медного купороса), а может быть только раствор сульфата меди (II), так как при растворении вода из кристалла смешается с водой, в которой мы растворяем вещество и, по сути, не будет разницы между растворённым кристаллогидратом и безводной солью.

Названия комплексных соединений у многих вызывает дикий ужас, хотя правила номенклатуры для них достаточно простые:

Здесь также необходимо запомнить как обозначаются в комплексных соединениях некоторые молекулярные лиганды (их на самом деле больше, но мы не будем вдаваться в экзотику):

И применяя правила можно легко назвать нейтральные, катионные:

И анионные комплексы:

В названиях комплексных кислот, как и в названиях обычных, необходимо применять русские корни:

Обладая этими знаниями и умея их применять, можно с лёгкостью давать названия (или по названию определять формулу) для большинства неорганических соединений.

Разумеется, для использования приведённой мной методики нужно выучить некоторое количество слов, однако, в отличие от повсеместно предлагаемого тупого заучивания названий анионов и кислот, этот метод позволяет не только существенно уменьшить количество заучиваемого материала, но и даёт возможность понимать о чём идёт речь впервые услышав название какого-то соединения.