ели". Дело в
том, что "осмий" в переводе с греческого означает... "запах".
  Согласитесь: для благородного металла (а осмий как представитель
платиновой группы металлов с полным правом носит этот титул) такое
название, мягко выражаясь, не может служить украшением. А если учесть, что
ближайшие родственники гордо именуются палладием (тезка богини Афины
Паллады), иридием (по-гречески "радуга"), родием ("Роза"), рутением (от
латинского названия России), то обида становится еще горше.
  Почему же Теннант был так немилостив к своему "крестнику"? Прежде чем
ответить на этот вопрос, поведаем о событиях, которые предшествовали
открытию осмия.
  В 1804 году известный английский ученый Уильям Волластон, изрядно
поинтриговав перед этим научный мир (подробнее об этом рассказано в очерке
о палладии "Шутка английского химика"), сообщил на заседании Королевского
общества, что, анализируя сырую (природную) платину, он обнаружил в ней
неизвестные ранее металлы, названные им палладием и родием. Оба были
найдены в той части платины, которая растворялась в царской водке, но при
этом взаимодействии оставался еще и нерастворимый остаток. Он, как магнит,
притягивал к себе многих химиков, справедливо полагавших, что и в нем
может прятаться какой-нибудь неведомый дотоле элемент.
  Близки к успеху были французы Колле-Дескотиль, Фуркруа и Воклен. Они не
раз замечали, что при растворении сырой платины в царской водке выделялся
черный дым, а при сплавлении нерастворимого остатка с едким кали
образовывались соединения, которые "не возражали" против растворения.
Фуркруа и Воклен предположили, что искомый элемент частично улетучивается
в виде дыма, а та часть его, которой не удается таким способом
"эвакуироваться", оказывает агрессору посильное сопротивление, не желая в
нем даже растворяться. Ученые поторопились дать новому элементу имя -
"птен", что по-гречески означает "крылатый, летучий".
  Но это название порхнуло, как бабочка, и кануло в Лету, так как вскоре
Теннант сумел разделить "птен": на самом деле он представлял собой
естественный сплав двух разных металлов. Один из них ученый назвал иридием
- за разнообразие окраски солей, а другой - осмием, поскольку его
четырехокись, выделявшаяся при растворении в кислоте или воде продукта
сплавления осмиридия (так в дальнейшем стали называть бывший "птен") со
щелочью, имела неприятный, раздражающий запах, похожий одновременно на
запахи хлора и подгнившей редьки. Позже выяснилось, что и сам металл
способен издавать подобный "аромат", правда, послабее: тонкоизмельченный
осмий постепенно окисляется на воздухе, превращаясь в четырехокись.
Видимо, не по душе пришелся этот запах Теннанту, и он в сердцах решил
увековечить в названии открытого им элемента свое наиболее сильное
впечатление от первого свидания с ним.
  По одежке встречают, по уму провожают. И если запах да цвет -
оловянно-белый с серовато-голубым отливом - можно считать "одеждой" осмия,
то его характеристики как химического элемента и как металла по этой
пословице следует отнести к "уму".
  Так чем же может похвастать наш герой? Прежде всего, как уже было сказано,
своим благородным происхождением. Взгляните на периодическую систему
элементов: в правой части ее особняком держится семейство платиноидов,
состоящее из двух триад. В верхнюю триаду входят легкие платиновые металлы
- рутений, родий, палладий (все в мире относительно: любой представитель
этой троицы в полтора с лишним раза тяжелее железа). Во второй триаде
собрались настоящие богатыри-тяжеловесы - осмий, иридий и платина.
Интересно, что долгое время ученые придерживались такого порядка
возрастания атомных весов этих элементов: платина - иридий - осмий. Но
когда Д. И. Менделеев создавал свою периодическую систему, ему приходилось
тщательно проверять, уточнять, а порой и исправлять атомные веса многих
элементов. Одному проделать всю эту работу было нелегко, поэтому Менделеев
привлекал к работе других химиков. Так, когда ему отрекомендовали Ю. В.
Лермонтову, которая была не только родственницей великого поэта, но и
высококвалифицированным химиком, ученый попросил ее уточнить атомные веса
платины, иридия и осмия, поскольку они вызывали у него большое сомнение.
По его мнению, наименьший атомный вес должен был быть у осмия, а
наибольший - у платины. Серия точных экспериментов, проведенных
Лермонтовой, подтвердила правоту создателя периодического закона. Тем
самым было определено нынешнее расположение элементов в этой триаде - все
стало на свое место.
  Осмий имеет рекордную плотность среди всех обитателей периодической
системы - 22,5 г/см3. Чтобы уравновесить гирьку из этого металла,
понадобилось бы более 40 таких же по объему гирек из его антипода-лития.
Если обычную бутылку заполнить порошком осмия, то она будет тяжелее ведра
с водой.
  Но каким бы уникальным ни казалось это качество осмия, пока оно
практически не используется в технике. В отличие от тугоплавкости,
твердости, прочности и других действительно ценных свойств металлов,
большая плотность не приносит лавров ее обладателю. Аналогию можно найти и
в жизни: люди всегда ценили силу, быстроту, ловкость, а гигантский вес или
рост человека лишь вызывают удивление и сомнительный интерес.
  Впрочем, у осмия есть и такие деловые качества, которые не могут не
внушить уважения к нему. Не случайно, он самый дорогой из всех благородных
металлов, хоть и наименее "благородный" из них (вы уже знаете, что
мелкораздробленный осмий не в силах противостоять кислороду воздуха даже
при комнатной температуре, в то время как его "родственники" славятся
прежде всего своей необыкновенной химической стойкостью). Тем не менее,
если в 1966 году платина ценилась на мировом рынке в 4,3 раза дороже
золота, а иридий в 5,3 раза, то аналогичный коэффициент для осмия был
равен 7,5. Во многом виновата в этом природа, которая не только не
накопила запасы осмия, но и ухитрилась так запрятать имеющиеся у нее крохи
этого элемента (5 * 10-6 % массы земной коры), что добыча их влетает в
копеечку. Если мировое производство большинства металлов исчисляется
тысячами и даже миллионами тонн, то для осмия счет идет на килограммы.
  Одно из главных достоинств осмия - его очень высокая твердость; в этом с
ним могут конкурировать немногие металлы. Вот почему при создании сплавов
с наивысшей износостойкостью в их состав вводят осмий. Авторучки с золотым
пером - не редкость. Но ведь золото - довольно мягкий металл, а перу за
долгие годы работы приходится по воле хозяина пройти по бумаге долгие
километры пути. Конечно, бумага - не напильник и не наждак, однако
выдержать такое испытание могут лишь немногие металлы. И все же кончики
перьев справляются с этой трудной ролью. Как? Секрет прост: их обычно
изготовляют из сплавов осмия с другими платиноидами, чаще всего из уже
известного вам осмиридия. Без преувеличения можно сказать, что перу,
"бронированному" осмием, сносу нет.
  Исключительная твердость, хорошая коррозионная стойкость, высокое
сопротивление износу, отсутствие магнитных свойств делают осмиридий
прекрасным материалом для острия компасной стрелки, осей и опор точнейших
измерительных приборов и часовых механизмов. Из него изготовляют режущие
кромки хирургических инструментов, резцов для художественной обработки
слоновой кости.
  То, что осмий и иридий часто "выступают дуэтом" - в виде природного
сплава, объясняется не только ценными свойствами осмиридия. но и волею
судьбы, пожелавшей, чтобы в земной коре эти элементы были связаны
необыкновенно прочными узами. В виде самородков ни тот, ни другой металл в
природе не обнаружены, зато осмистый иридий и иридистый осмий - хорошо
известные минералы (называются они соответственно невьянскит и
сысертскит): в первом преобладает иридий, во втором - осмий.
  Иногда эти минералы встречаются самостоятельно, но чаще входят в состав
самородной платины. Разделение ее на компоненты (так называемый аффинаж) -
процесс, включающий множество стадий, на одной из которых осмиридий
выпадает в осадок. И вот едва ли не самое сложное и дорогостоящее во всей
этой "истории" - разлучить осмий и иридий. Но зачастую в этом и нет
необходимости: как вы уже знаете, сплав широко применяют в технике, а
стоит он значительно дешевле, чем, например, чистый осмий. Ведь для того,
чтобы выделить этот металл из сплава, нужно провести столько химических
операций, что одно их перечисление заняло бы много места. Конечный продукт
длинной технологической цепи - металлический осмий чистотой 99,9 %.
  Наряду с твердостью, известно еще одно достоинство осмия - тугоплавкость.
По температуре плавления (около 3000 ёС) он превзошел не только своих
благородных собратьев - платиноидов, но и подавляющее большинство
остальных металлов. Благодаря своей тугоплавкости осмий попал в биографию
электрической лампочки: еще в те времена, когда электричество доказывало
свое преимущество перед другим источником света - газом, немецкий ученый
К. Ауэр фон Вельсбах предложил заменить в лампе накаливания угольный
волосок осмиевым. Лампы стали потреблять в три раза меньше энергии и
давали приятный, ровный свет. Но на этом ответственном посту осмий долго
не продержался: сначала его сменил менее дефицитный тантал, однако вскоре
и тот вынужден был уступить место самому тугоплавкому из тугоплавких -
вольфраму, который по сей день несет свою огненную вахту.
  Нечто подобное произошло с осмием и в другой сфере его применения-в
производстве аммиака. Современный способ синтеза этого соединения,
предложенный еще в 1908 году известным немецким химиком Фрицем Габером.
немыслим без участия катализаторов. Первые катализаторы, которые
использовались для этой цели, проявляли свои способности лишь при высоких
температурах (выше 700 ёС), да к тому же они были не очень эффективны.
Попытки найти им замену долго ни к чему не приводили. Новое слово в
совершенствовании этого процесса сказали ученые лаборатории Высшей
технической школы в Карлсруэ: они предложили применять в качестве
катализатора тонкораспыленный осмий. (Кстати, будучи весьма твердым, осмий
в то же время очень хрупок, поэтому губку этого металла можно без больших
усилий раздробить и превратить в порошок.) Промышленные опыты показали,
что игра стоит свеч: температуру процесса удалось снизить более чем на 100
градусов, да и выход готовой продукции заметно возрос.
  Несмотря на то что в дальнейшем осмию пришлось и здесь сойти со сцены
(сейчас, например, для синтеза аммиака используют недорогие, но
эффективные железные катализаторы), можно считать, что именно он сдвинул
важную проблему с мертвой точки. Каталитическую деятельность осмий
продолжает и в наши дни: применение его в реакциях гидрогенизации
органических веществ дает отличные результаты. Этим в первую очередь
обусловлен большой спрос на осмий со стороны химиков: на химические нужды
расходуется почти половина его мировой добычи.
  Элемент ј 76 представляет немалый интерес и как объект научных
исследований. Природный осмий состоит из семи стабильных изотопов с
массовыми числами 184, 186-190 и 192. Любопытно, что чем меньше массовое
число изотопа этого элемента, тем менее он распространен: если на долю
самого тяжелого изотопа (осмия-192) приходится 41 %, то легчайший из семи
"братьев" (осмий-184) располагает лишь 0,018 % общих "запасов". Поскольку
изотопы отличаются друг от друга только массой атомов, а по своим
физико-химическим "наклонностям" они весьма схожи между собой, то
разделить их очень сложно. Именно поэтому даже "крохи" изотопов некоторых
элементов стоят баснословно дорого: так, килограмм осмия-187 оценивается
на мировом рынке в 14 миллионов долларов. Правда, в последнее время ученые
научились "разлучать" изотопы с помощью лазерных лучей, и есть надежда,
что вскоре цены на эти "товары неширокого потребления" будут заметно
снижены.
  Подобно другим платиновым металлам, осмий проявляет несколько
валентностей. Наиболее часто встречаются соединения, где осмий четырех- и
шестивалентен, однако при взаимодействии с кислородом он обычно "пускает в
ход" все восемь своих валентных связей.
  Из соединений осмия наибольшее практическое значение имеет его
четырехокись (да-да, та самая, которой элемент так "обязан" своим
названием). В роли катализатора она выступает при синтезе некоторых
лекарственных препаратов. В медицине и биологии ее используют как
окрашивающее средство при микроскопическом исследовании животных и
растительных тканей. Следует помнить, что безобидные на вид бледно-желтые
кристаллы четырехокиси осмия - сильный яд, раздражающий кожу и слизистые
оболочки, вредно действующий на глаза.
  Примечательна особенность четырехокиси осмия: ее растворимость в
органических жидкостях значительно выше, чем в воде. Так, при обычных
условиях в стакане воды растворяется всего 14 граммов этого вещества, а в
стакане четыреххлористого углерода более 700 граммов.
  В атмосфере серных паров порошок осмия вспыхивает, как спичка, образуя
сульфид. Всеядный фтор при комнатной температуре не причиняет осмию
никакого "вреда", но при нагреве до 250-300 ёС образуется ряд фторидов. С
тех пор как в 1913 году впервые были получены два летучих фторида осмия,
считалось, что их формулы OsF6 и OsF8. Но в 1958 году выяснилось, что
фторид OsF8, почти полвека "проживший" в химической литературе, на самом
деле никогда не существовал, а указанные соединения соответствуют формулам
OsF5 и OsF6. Сравнительно недавно ученым удалось получить еще один фторид
OsF7, который при нагреве выше 100 ёС распадается на OsF6 и элементарный
фтор.
  Окись осмия используют в качестве черного красителя для живописи по
фарфору: соли этого элемента применяют в минералогии как сильные
травители. Большинство же осмиевых соединений, в том числе разнообразные
комплексы (осмий проявляет присущую всем платиновым металлам способность к
образованию комплексных соединений), а также его сплавы (кроме уже
известного осмиридия и некоторых сплавов с другими платиноидами,
вольфрамом и кобальтом), пока "томится" в ожидании подходящей работы.
Можно не сомневаться, что в ближайшее время вопрос их "трудоустройства"
будет решен и они заговорят о себе в полный голос. Да и сам осмий еще не
сказал последнего слова.
  А пока инженеры и ученые ищут экономически выгодные пути расширения
производства этого ценного металла, изыскивают новые источники его
получения. Важные работы в этом направлении были проведены на Норильском
горно-металлургическом комбинате имени А. П. Завенягина. Металлурги знали,
что в медно-никелевых рудах, поступающих на комбинат, имеются металлы
платиновой группы, включая осмий. Но поскольку количество его в руде было
мизерным, на него не обращали внимания, стараясь получить лишь как можно
больше меди и никеля.
  "Почему бы не попытаться попутно извлекать этот благородный металл", -
задумались несколько лет назад ученые опытно-исследовательского центра
комбината. Задача, которую они поставили перед собой, была очень сложной:
требовалось узнать, как ведет себя осмий на различных стадиях переработки
сырья, определить места его наибольших скоплений, выяснить, на каком этапе
производственного процесса он теряется, попадая потом в отходы. Для этого
нужно было проделать множество сложнейших анализов на каждом участке
технологической цепочки.
  Но вот эта часть задачи решена. Теперь предстояло создать технологию
улавливания осмия из металлургических газов, спроектировать, изготовить и
смонтировать промышленную установку, которая должна была стать ловушкой
для осмия. И с этими проблемами работники комбината справились успешно: в
ассортименте продукции заполярного предприятия появился осмиевый
концентрат.
  Полученный в Норильске концентрат поступает затем "на материк", где
рождается чистый осмий-один из наиболее дефицитных в наши дни металлов.

  ВСЕ ЦВЕТА РАДУГИ (ИРИДИЙ)

  После взятия Бастилии. - Непростительные грехи. - Испытание временем. -
Послужной список. - Сердце бьется чаще.- Знатное происхождение. - Не по
карману. - В иридиевой "рубашке". - Радуга солей. - Остатки с Монетного
двора. - Опасная "дегустация". - Санкция министра. - В честь России. -
Безрадостные вести. - "Я много терпел от нее". - Искренние поздравления. -
В порядке очереди. - Что происходит под мостом? - Во чреве доменной печи.
- Тринадцатая, но счастливая. - Возбуждаться или не возбуждаться? - Иридий
попадает в историю.

  14 июля 1789 года восставший народ Франции штурмом взял Бастилию -
началась Великая французская революция. Наряду со многими декретами и
постановлениями, носившими политический, социальный, экономический
характер, революционное правительство приняло решение ввести четкую
метрическую систему мер. По предложению комиссии, в которую вошли
авторитетные ученые, в качестве единицы длины - метра - была принята одна
десятимиллионная часть четверти длины парижского географического
меридиана. В течение пяти лет Ж. Деламбр и П. Мешен - крупнейшие
специалисты в области астрономии и геодезии - проводили скрупулезные
измерения дуги меридиана от Дюнкерка до Барселоны.
  В 1797 году расчеты были завершены, а спустя два года изготовили первый
эталон метра - платиновую линейку, получившую название "метр архива", или
"архивный метр" (по месту хранения). За единицу массы - килограмм -
приняли массу одного кубического дециметра воды (при 4ёС), взятой из Сены.
Эталоном килограмма стала платиновая цилиндрическая гиря.
  С годами, однако, выяснилось, что естественные прототипы этих эталонов -
парижский меридиан и вода из Сены - не очень удобны для воспроизведения,
да и к тому же не отличаются примерным постоянством. Такие "грехи"
ученые-метрологи сочли непростительными. В 1872 году Международная
метрическая комиссия решила отказаться от услуг природного прототипа
длины: эту почетную роль доверили "архивному метру", по образу и подобию
которого изготовили 31 эталон в виде брусков, но уже не из чистой платины,
а из сплава ее с иридием (10%). Через 17 лет аналогичная участь постигла и
воду из Сены: прототипом килограмма была утверждена гиря, выполненная из
того же платиноиридиевого сплава, а международными эталонами стали 40 ее
точных копий.
  Иридий не случайно оказался союзником платины в эталонном сплаве.
Требования к этому материалу очень высоки: он должен обладать необычайно
большой прочностью и твердостью, быть тугоплавким и износостойким, не
знать страха перед коррозией и совершенно не реагировать на изменения
температуры. Сама платина не может сдать на "отлично" все эти экзамены, а
вот ее сплав с иридием блестяще выдерживает трудное испытание уже в
течение столетия. Правда, за это время "архивный метр" вынужден был уйти в
отставку (в 1960 году эталоном метра стала длина, равная 1650763,73 длины
волны оранжевого излучения атома изотопа криптона-86), но самый главный в
мире килограмм по-прежнему остается в строю.
  Служба мер и весов - отнюдь не единственное занятие платиноиридиевых
сплавов. Из них делают жаростойкие тигли, которые безболезненно переносят
сильный нагрев в агрессивных средах; в таких тиглях, в частности,
выращивают кристаллы для лазерной техники. С почтением относятся к этим
сплавам и ювелиры: они охотно изготовляют из них красивые изделия, всегда
пользующиеся большим спросом. Детали химической аппаратуры и точнейших
приборов, электроконтакты, хирургические инструменты, пружины,
лабораторная посуда - вот далеко не полный послужной список сплавов
платины с иридием.
  Несколько лет назад этим сплавам предложили новую ответственную роль: из
них были изготовлены зажимы электродов электрических стимуляторов
сердечной деятельности. Электроды вживляются в сердце человека,
страдающего стенокардией; в теле больного находится и крохотный приемник,
присоединенный к электродам и генератору с кольцевой антенной,
закрепляемой на теле рядом с приемником (генератор же может располагаться,
например, в кармане костюма). Как только начинается приступ стенокардии,
больной включает генератор. Поступаю