лий должен проявлять в основном
валентность, равную трем, а он предпочитает выступать в роли
одновалентного металла, что характерно для щелочных элементов. Впрочем, в
некоторые комплексные соединения одновременно входят и одновалентный и
трехвалентный таллий: первый - в роли катиона, второй - как компонент
комплексного аниона. Не случайно известный французский химик прошлого
столетия Ж. Б. А. Дюма так отзывался об элементе ј 81: "Не будет
преувеличением, если с точки зрения принятой классификации металлов мы
скажем, что таллий объединяет в себе противоположные свойства, которые
позволяют называть его парадоксальным металлом". А чтобы наглядно
проиллюстрировать свою мысль, Дюма даже заявил, что таллий занимает такое
же место среди металлов, какое утконос - среди животных. Этот странный
зверек - млекопитающее, однако подобно земноводным и птицам откладывает
яйца; да и внешний вид его своеобразен: он покрыт шерстью, но имеет утиный
клюв и перепонки на лапах.
  По мере того как накапливались сведения о свойствах таллия и его
соединений, начали намечаться и пути его практического применения. Первая
запись в "трудовую книжку" этого элемента была сделана в 1920 году, когда
в Германии запатентовали яд против грызунов и некоторых насекомых,
содержащий сульфат таллия. Лиха беда начало. В том же году было замечено,
что оксисульфид таллия - так называемый таллофид - под действием света
меняет свою электропроводность, особенно чутко реагируя на инфракрасные
лучи. Вскоре уже были созданы таллофидные фотоэлементы, для которых быстро
нашлись подходящие "места службы": в устройствах для сигнализации в
темноте или густом тумане, в инфракрасных прожекторах, указывающих летчику
место посадки на затемненном аэродроме, в системах для отыскания в ночных
условиях объектов, излучающих тепло, в приборах для измерения радиации
звезд, в фотоэкспонометрах, применяемых при съемках в инфракрасных лучах.
На необычайно высокой способности пропускать эти лучи основано
использование в технике и других соединений таллия-бромида и иодида. Из
монокристаллов этих солей изготовляют линзы, окна, призмы, кюветы для
оптических приборов, работающих в инфракрасной области спектра (приборы
военного назначения, спектроскопы, микроскопы). Соли таллия входят в
состав специальных стекол - желтых, зеленых, оранжевых - с очень большим
коэффициентом преломления (они могут имитировать драгоценные камни), а
также черных непрозрачных стекол.
  В современной технике широко применяются сцинтилляционные счетчики -
приборы для обнаружения и измерения радиоактивных излучений. "Сердцем"
такого прибора служат люминесцентные кристаллы, или кристаллофосфоры.
Когда на кристалл попадают бета-частицы или гамма-кванты, в этом месте
возникает световая вспышка. С помощью фотоэлемента свет преобразуется в
электрический ток. Чем интенсивнее радиоактивные лучи, тем ярче вспышка и
тем больше сила возникшего тока. В роли кристаллофосфоров успешно
выступают галогениды щелочных металлов. Но чтобы повысить "к.п.д." этих
соединений, к ним обязательно добавляют так называемые активаторы, которые
и создают в кристаллах центры свечения. В кристаллофосфоры,
предназначенные для несения сцинтилляционной "службы", в качестве
активатора входит таллий.
  В химической промышленности таллий, его окислы и сульфиды пользуются
хорошей репутацией как эффективные катализаторы различных органических
реакций (восстановления нитробензола водородом, окисления газообразного
анилина). Некоторые соединения этого элемента оказывают заметное
антидетонирующее действие на топливо для двигателей.
  Ели бы не одно "но", таллий и его соли, видимо, нашли бы широкое
применение в медицине, где они не без успеха выполняли определенные
функции. Этим "но" оказалась очень высокая токсичность как самого металла,
так и многих его соединений. Поскольку в ряде случаев необходимая
терапевтическая доза оказывается близкой к опасной, поле деятельности
этого элемента ограничено: ему приходится довольствоваться удалением волос
при стригущем лишае (соли таллия приводят к временному облысению) да
кое-какими другими мелкими "поручениями".
  Несколько лет назад в лондонском аэропорту приземлился самолет, который
доставил в английскую столицу тяжело больную полуторагодовалую девочку из
Катара - небольшого арабского государства в районе Персидского залива. С
каждым днем у ребенка росло кровяное давление, все труднее становилось
дыхание. Поскольку врачи в Катаре не смогли поставить диагноз заболевания,
полет в Лондон стал последней надеждой для несчастных родителей.
  Но когда девочку привезли в одну из лондонских больниц, оказалось, что
даже высококвалифицированные столичные врачи не знакомы с симптомами этого
странного заболевания. Несколько часов длился консилиум лучших
специалистов, однако прийти к какому-либо заключению не удалось. А тем
временем состояние девочки становилось угрожающим, сознание почти не
возвращалось к ней. И вот, когда казалось, что ничто не может спасти жизнь
ребенка, в спор врачей у постели больной вмешалась медицинская сестра,
ухаживавшая за ней. Девушка уверенно заявила, что организм ребенка
отравлен таллием. На чем же был основан такой смелый диагноз? Медсестра
пояснила, что совсем недавно она прочитала детектив Агаты Кристи "Соловая
лошадь", где описывается отравление таллием: симптомы болезни маленькой
пациентки больницы удивительно совпадали с тем, что происходит на
страницах книги. Врачи решили проверить эту версию, однако в клинике не
оказалось нужных приборов и реактивов. На помощь медикам пришел...
Скотланд-Ярд, который по счастливому совпадению незадолго до этого
расследовал убийство с применением таллия. В лаборатории криминалистики
нашлись требуемые химикалии и аппаратура. Диагноз подтвердился:
выяснилось, что родители девочки применяли дома для борьбы с крысами и
тараканами химические средства, содержащие соли таллия. Врачи назначили
соответствующее лечение, и вскоре ребенок был вне опасности.
  Как видите, включение таллия в "рацион" приводит к нежелательным
последствиям. Использование же этого металла и его соединений по
назначению приносит немалую пользу.
  В природе многие минералы так хорошо уживаются друг с другом, что их, как
говорится, водой не разольешь. Водой действительно их разделить
трудновато, а вот органические соединения таллия позволяют это сделать без
особых хлопот. Раствор муравьинокислого и малоновокислого таллия (жидкость
Клеричи) характеризуется большой плотностью - более 4 г/см3. Если этой
тяжелой жидкостью обработать смесь минералов, одни из них - легкие -
всплывут на поверхность, другие - осядут на дно. Таким способом не только
разделяют минералы, но и определяют их плотность.
  Казалось бы, совсем недавно вошли в нашу жизнь полупроводники, а сегодня
уже невозможно представить себе современную технику без этих замечательных
материалов, которые способны поистине творить чудеса. Миниатюрные приборы
- простые, надежные, удобные в обслуживании - решают самые разнообразные
сложнейшие задачи. Известно много веществ с полупроводниковыми свойствами.
Особое место среди них занимают так называемые стеклообразные
полупроводники, в состав которых, наряду с мышьяком, сурьмой, серой,
селеном и теллуром (в разных сочетаниях), непременно входит таллий.
  Когда в вечернем сумраке больших городов вспыхивают огни световых реклам,
вместе с другими элементами включается в работу и "восемьдесят первый":
стеклянные трубки, заполненные аргоном и парами таллия, излучают приятный
зеленый свет. Таллиевые газоразрядные лампы применяют для градуировки
спектральных приборов, контроля фотопленок и негативов, оценки
рентгеновских снимков. Пары таллия придают зеленую окраску и некоторым
видам сигнальных ракет.
  В промышленности, сельском хозяйстве, бытовой технике трудится в наши дни
громадное число металлических сплавов - более 10 тысяч. Пожалуй,
невозможно назвать такой металл, который не участвовал бы в создании тех
или иных сплавов. Не остался в стороне от этого важного дела и таллий.
Легко сплавляясь со многими металлами, он входит в состав различных
композиций, обладающих ценными свойствами. Так, в союзе со свинцом, оловом
и сурьмой таллий образует отличный кислотоупорный материал, который
запатентован для облицовки подземных трубопроводов. Создана большая группа
подшипниковых сплавов, содержащих этот элемент. В зависимости от
назначения подшипников таллий выбирает себе подходящих компаньонов: чаще
всего в этой роли выступают свинец, медь, олово, а иногда даже такие
благородные "персоны", как золото и серебро. При этом таллий вносит очень
ценную лепту в комплекс свойств, необходимых подшипниковым материалам:
благодаря сравнительно низкой температуре плавления он в процессе работы
механизмов образует как бы естественную смазку, во много раз повышающую
износостойкость подшипников, а значит, и срок их службы.
  Существует несколько десятков легкоплавких сплавов, содержащих таллий. Но
самым уникальным среди них безусловно нужно признать сплав таллия со
ртутью: он становится твердым только при -60ё С. В условиях Арктики или
Антарктиды, на полюсе холода или в стратосфере специальные
низкотемпературные термометры, заполненные этим жидким сплавом (точнее,
амальгамой), могут надежно служить при лютых морозах, перед которыми
вынуждены пасовать обычные ртутные термометры.
  Нашлась работа в промышленности и для радиоактивного изотопа элемента ј
81. Таллий-204 используется в качестве источника бета-излучения во многих
приборах для контроля и исследования производственных процессов. С помощью
таких приборов автоматически измеряется, например, толщина движущейся
ткани или бумаги: как только бета-лучи, проходящие через слой материала,
начинают ослабевать или усиливаться (а это значит, что толщина материала
соответственно увеличилась или уменьшилась), автоматическое устройство
дает нужную команду и восстанавливает "статус-кво", т. е. оптимальный
технологический режим. Другие приборы с радиоактивным таллием как рукой
снимают вредный статический заряд, возникающий в производственных
помещениях текстильной, бумажной и кинопленочной промышленности.
  До последнего времени науке были известны два стабильных и 18
радиоактивных изотопов таллия, причем самым легким из них считался изотоп
с массовым числом 191. В 1972 году в лаборатории ядерных проблем
Объединенного института ядерных исследований в Дубне был получен еще более
легкий изотоп этого элемента-таллий-189.
  Таллий входит в состав многих представителей флоры и фауны нашей планеты.
Из животных больше всего таллия содержат медузы, актинии, морские звезды и
другие обитатели подводного царства. А вот на суше этот элемент чаще
встречается в растениях, причем некоторые из них аккумулируют его в
процессе своей жизнедеятельности. Так, таллий был найден в свекле,
произраставшей на почве, в которой с помощью самых чувствительных методов
не удалось его обнаружить. Дальнейшие исследования показали, что свекла
"умеет" собирать и накапливать таллий даже при минимальной концентрации
его в почве.
  ...Свыше ста лет назад уже упоминавшийся Ж. Б. А. Дюма высказал мнение,
что "таллию суждено сделать эпоху в истории химии". Вероятно, ученый
переоценил возможности элемента, изучению которого он посвятил многие
годы. Но бесспорно и другое: лучшие свои роли таллий еще не сыграл.

  "КОМАНДИРОВКА" В КОСМОС (ВИСМУТ)

  Эксперимент "Сфера". - Стоит ли огород городить? - Средневековая путаница.
- Демогоргон или глаура? - Версии, версии, версии... - Бледные лица
красавиц. - Благородное поприще. - Пожарникам снятся сны. - "Чаепитие" на
уроке. - Лекарство от "чумы". - Эффект становится эффективным. - От
фарфора до помады. - Полимер с начинкой. - Любимая роль. - Закон не писан.
- Между полюсами. - Голубым огнем. - Нарушители порядка. - Без лишней
торопливости. - "Стеклянный" металл. - Двухмесячный "обстрел". - Скромное
место. - Находки в Забайкалье.

  В один из летних дней 1976 года, когда вокруг Земли вращалась орбитальная
научная станция "Салют-5", члены ее экипажа космонавты Б. Волынов и В.
Жолобов сообщили в Центр управления полетом, что согласно программе они
провели очередной технологический эксперимент под названием "Сфера".
  Кем только не приходится быть космонавтам во время полета! Они и геологи,
и биологи, и медики, и физики, и химики - да разве перечислишь все их
небесные профессии. На этот раз - для проведения эксперимента "Сфера" -
космонавты превратились в металлургов, а их металлургическим "цехом" стал
компактный прибор, с помощью которого предстояло исследовать процесс
затвердевания жидкого металла в условиях невесомости. Точнее,
воспользовавшись отсутствием земных сил тяжести, космонавты должны были
получить на этом приборе идеальные по форме металлические шарики.
  Что же представляет собой прибор и какому металлу суждено было одним из
первых войти в летопись космической металлургии? Прибор состоит из
специального "магазина" с металлическими заготовками, электронагревателя и
прозрачного лавсанового мешочка. Металлом же, на который пал выбор ученых,
планировавших этот эксперимент, оказался известный уже более ста лет так
называемый сплав Вуда, состоящий из висмута, свинца, олова и кадмия (в
соотношении примерно 4:2:1:1). Основная рабочая характеристика сплава -
низкая температура плавления (около 70 ёС). Именно за эти заслуги сплаву
Вуда и была выдана "путевка" в космические дали: чем легче плавится
металл, тем конструктивно проще и, следовательно, компактнее может быть
прибор, а это обстоятельство в космонавтике имеет первостепенное значение.
  Итак, в точно отведенное для эксперимента время космонавты включили прибор
и крохотная заготовка, похожая на кусочек карандашного грифеля, поступила
из "магазина" в трубку нагревателя. Здесь заготовка быстро превратилась в
каплю и специальное устройство вытолкнуло ее в лавсановый мешочек. Если бы
дело происходило на Земле, капелька тотчас же упала бы на дно, и на этом
опыт закончился бы, так и не состоявшись. В космосе же шарик из
расплавленного металла, расставшись с нагревателем, начинает парить в
невесомости. Скорость выталкивания капли и размеры мешочка выбраны с таким
расчетом, чтобы к моменту соприкосновения с его стенками металл уже успел
затвердеть. Капля, еще капля, еще - и вот уже получено много крохотных
матовых бусинок.
  "Шарики вроде ничего, симпатичные, - комментировал по ходу дела
бортинженер В. Жолобов. - Приятно смотреть, как расплавленные капельки
парят в невесомости, застывают, ни с чем не соприкасаясь".
  Но вот эксперимент "Сфера" закончен. Какую же практическую пользу он
принесет? Стоит ли в космосе "огород городить" только ради того, чтобы
собрать урожай металлических горошинок, пусть даже идеальной сферической
формы? Да и будет ли их форма идеальной?
  Лавсановый мешок космонавты доставили на землю, и ученые многих
лабораторий подвергли его содержимое всестороннему исследованию.
Оказалось, что, застывая, металлические капли приобретали эллипсоидный вид
и превращались в крохотные "груши", "луковицы", но отнюдь не в желанные
шарики. К тому же сплав Вуда по каким-то причинам терял в невесомости свою
однородность. И хотя, как говорится, первый блин-комом, подобные
эксперименты, видимо, будут продолжены. Если они окажутся успешными, перед
технологами откроются заманчивые перспективы: ведь в земных условиях,
чтобы из металлической заготовки получить шарик для подшипников, требуется
выполнить одиннадцать различных операций, потеряв при этом немало металла
в отходы. Да к тому же и структура поверхностного слоя шариков порой
оставляет желать лучшего. Вот почему можно предположить, что расходы на
путешествие сплава Вуда в космос с лихвой окупятся, когда на околоземной
орбите начнет действовать первый космический подшипниковый завод. И это
время уже не за горами...
  А пока спустимся с небес на Землю и познакомимся с главным компонентом
сплава Вуда висмутом - серебристо-белым металлом с легким розоватым
оттенком. Первые упоминания о нем в химической литературе относятся к XV
веку. Правда, тогда многие химики путали висмут со свинцом, оловом и
сурьмой. Так, в одном из алхимических словарей висмут описывается как
"всякий легчайший, бледнейший и дешевейший свинец". Зато известный
металлург и минералог средневековья Георг Агрикола в своей книге "О
месторождениях и рудниках в старое и новое время", написанной в 1546 году,
возвел висмут в ранг одного из основных металлов, присовокупив его к
известной с древности "великолепной семерке" - золоту, серебру, меди,
железу, свинцу, олову и ртути. Однако окончательно "права гражданства"
висмут обрел лишь в XVIII веке. Этому металлу, пожалуй, как ни одному
другому химическому элементу, повезло с названиями: по подсчетам некоторых
ученых, в литературе XV-XVIII веков можно встретить более 20 "псевдонимов"
висмута и среди них такие выразительные, как демогоргон, глаура, нимфа.
  О происхождении слова "висмут" существует множество версий. Одни ученые
считают, что в основе его лежат немецкие корни "wis" и "mat" (искаженно
weisse masse и weisse materia) - белый металл (точнее, белая масса, белая
материя). По мнению других, название произошло от немецких слов "wiese"
(луг) и "muten" (разрабатывать рудник), поскольку этот металл еще в
древние времена добывали в лугах Саксонии, близ Мейсена. Третьи
утверждают, что висмутовыми рудами был богат округ Визен в Германии - ему,
мол, и обязан металл названием. С точки зрения четвертых, слово "висмут" -
не что иное, как арабское "би исмид", т. е. похожий на сурьму. Трудно
сказать, какая из версий наиболее правильна. Даже Большая Советская
'Энциклопедия не берется разрешить этот спор и лишь лаконично замечает:
"Происхождение назв. "В" не установлено". Символ Bi впервые ввел в
химическую номенклатуру выдающийся шведский химик И.-Я. Берцелиус.
  Еще в старину соединения висмута широко применялись как краски, грим,
косметические средства. Так, на Руси, например, представительницы слабого
пола охотно пользовались различными белилами, в том числе и висмутовыми,
которые иногда назывались также испанскими. Один англичанин, посетивший
русское государство в середине XVI века, отмечал, что женщины "так
намазывают свои лица, что почти на расстоянии выстрела можно видеть
налепленные на лицах краски; всего лучше их сравнить с женами мельников,
потому что они выглядят так, как будто около их лиц выколачивали мешки
муки".
  Другая древняя "профессия" висмута, точнее его соединений, - медицина. На
этом благородном поприще он продолжает трудиться и в наши дни: многие
лекарства, присыпки и мази, применяемые как антисептические и заживляющие
средства при лечении кожных и желудочно-кишечных заболеваний, ожогов, ран,
содержат в том или ином виде висмут. Не случайно фармацевтическая
промышленность-один из основных потребителей этого металла.
  В технике же висмут издавна известен своими легкоплавкими сплавами. Вот
что написано в одной из книг, изданных более ста лет назад: "В сплавах
висмут употребляется единственно потому, что он придает им легкоплавкость.
Оттого этим металлом пользуются оловянщики и органщики, когда им надобно
иметь особенно легкоплавкий препарат. Словолитчики также прибавляют
немного висмута для облегчения расплавления металла, чем, конечно, не
улучшают своего товара, потому что висмут делает все сплавы ломкими".
  Сегодня "словолитчики", правда, уже не применяют висмут в качестве
компонента типографского сплава, но в других областях различные сплавы
висмута (и среди них уже знакомый вам сплав Вуда) находят немало работы.
Пожарники, например, могут спать спокойно, если огнеопасные объекты
оборудованы автоматическими огнетушителями с плавкими предохранителями из
сплава висмута с другими металлами. Стоит температуре в помещении
превысить определенный уровень, проволочка из этого сплава расплавляется,
срабатывает реле и резкий звонок предупреждает о грозящей опасности. Есть
и та