Элементы жизни

Наталия Теряева

Никто из нас не пытается разглядеть в себе элементарные частицы, из которых состоим мы все и всё, что окружает нас. Да это и невозможно. Но совершенно определенно, эти элементарные частицы управляют нами и всем, что нас окружает. Почему и как они это делают, рассказывает эта книга.

Глава 1. Как мы узнали, что они существуют

Не знаешь железа? Ты — дикарь!

Истории открытия первых восьмидесяти трех химических элементов так удивительны, что каждая из них достойна остросюжетного детектива. Фактически химия как точная наука появилась в восемнадцатом веке. До этого времени элементы, имеющиеся в природе, люди обнаруживали и познавали опытным путем. И даже не задумывались, что имеют дело с «кирпичиками», из которых выстроен окружающий мир.

Археология утверждает, что когда-то (примерно две тысячи лет назад) бронзовый век человеческой цивилизации сменился веком железным. То есть во 2-м тысячелетии до новой эры железо (химический элемент №26) стало страшно популярным и вошло в повседневный быт людей в виде рабочих инструментов, оружия, украшений и прочих мелочей жизни. Железо вытеснило бронзу. При этом бронза — вещество вовсе не элементарное. Бронза — это смесь двух химических элементов: меди и олова.

Бронзовому веку предшествовал век медный, когда все необходимые для жизни предметы человеческие существа изготавливали вместо первобытного камня из медных самородков — чистой меди. Медь гораздо чаще других металлов встречается на Земле в виде крупных самородков и легче обрабатывается. Видимо поэтому она первой и попалась нашим предкам на глаза, а медный век опередил исторические эпохи бронзы и железа.

А вот железо в чистом виде, без примесей, встречается на поверхности нашей планеты только в кусках залетевших к нам из космоса метеоритов. И значит, доисторический человек впервые увидел железо тогда, когда однажды обнаружил упавшую с неба тяжелую и холодную погасшую звезду. Эта гипотеза подкрепляется тем, как именовали железо народы древности. Древние египтяне называли его «бени-пет», что означает «небесное железо», а древние греки обозначили железо словом sideros — звезда, небесное тело.

Железо падало с неба нечасто и потому казалось большой редкостью. Свидетельства археологов сообщают любопытную деталь: ценность небесного металла была так велика на первых порах, что украшения из железа вставляли в оправу из золота. Впрочем, немногие из таких украшений и железных орудий труда могли дойти до наших дней — железо очень быстро превращается в ржавчину (свой оксид), взаимодействуя с кислородом.

Но вот небесные камни иссякли, а население планеты все увеличивалось. Людям в поисках средств выживания пришлось пристальнее присмотреться к природе. И они обнаружили другие полезные камни, уже земные — железную руду. Из нее-то и начали добывать железо в больших количествах. С распространением технологии производства железа из руды ценность этого химического элемента сильно упала — железа теперь было много, и оно стало гораздо дешевле золота.

Интересно, что раньше всех нашли железную руду африканские представители рода человеческого, и потому пропустили медный век, перейдя от каменного ножа и топора сразу к железному. В Египте железо получали из руды еще во втором тысячелетии до нашей эры. Среди древних греков металлурги появились в конце второго тысячелетия, а в Китае — в середине первого тысячелетия до нашей эры. Так что в начале новой эры железо выплавляли уже и в Азии, и в Европе, а лучшими металлургами считались индийцы. Из Индии, по предположениям некоторых филологов, и происходит русское слово «железо». Часть из них считают, что корень нашего «железа» кроется в санкритском слове «джальджа», которое переводится как «металл», «руда». Другая часть ученых находит общность русского слова «железо» с санскритским словом «жель», означающим «блестеть», «пылать». Как бы то ни было, узнав слово «железо», наши предки и металлургию со временем освоили вполне достойно — не хуже индийцев.

Зато на американском континенте люди продолжали пользоваться медными орудиями до самого появления там в пятнадцатом веке новой эры европейцев, посчитавших индейцев-аборигенов дикарями со всеми вытекшими отсюда неприятными последствиями для жителей Нового света. (Кто не знает, что с ними случилось, может почитать романы Фенимора Купера.) Однако не потому в Америке люди пользовались по старинке медью, что были глупы. Просто у них не было потребности искать другой металл. Меди было навалом — тамошние месторождения оказались самыми крупными в мире… Бедные, бедные индейцы… Вот ведь как масштабно химический элемент номер 26 повлиял на историю человечества…

Но и это еще не все, сказали бы нам, рекламируя железо в телемагазине. Самое интересное, что планета, на которой мы живем, на треть состоит из железа. Еще любопытнее тот факт, что другая треть Земли образована кислородом — он составляет половину земной коры. Конечно, в земной коре кислород присутствует не в виде газовых подушек, а в составе природных минералов, которые, в большинстве своем являются окислами — кремнезём (SiO₂), глинозём (Al₂O₃), оксид железа (FeO), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), оксид калия (K₂O) и оксид натрия (Na₂O).

Железо с небольшой примесью никеля (примерно в соотношении тридцать к одному) образует раскаленное и сверхплотное двуслойное ядро нашей планеты, благодаря гравитационному притяжению которого мы прочно ходим по поверхности Земли. Железное ядро Земли состоит их двух частей — внешней и внутренней. Внутреннее ядро — твердое. Внешнее ядро жидкое, оно все время течет вокруг внутреннего ядра по направлению к востоку, создавая магнитное поле, которое дает нам возможность ориентироваться на планете с помощью компаса.

Откуда берется магнитное поле внутри Земли? На всякий случай вспомним, что магнитное поле создается движением электронов по проводнику — электрическим током. Железо — проводник. С другой стороны, при движении замкнутого проводника в магнитном поле в самом проводнике возникает электрический ток. Расплавленное железо внешнего ядра постоянно движется вокруг внутреннего ядра, возбуждая в самом себе электрический ток. Этот электрический ток рождает магнитное поле, которое в свою очередь поддерживает этот электрический ток — природа создала вечно работающую магнитную динамо-машину! А говорят, что вечного двигателя не существует… Правда, то, что для человечества — вечность, для природы — понятие относительное.

Интересно, что существование ядра у Земли было открыто совсем недавно, 105 лет назад, в 1906 году, английским геологом и сейсмологом Ричардом Олдхэмом. Измеряя распространение сейсмических волн во время землетрясений, он обнаружил, что в диаметрально противоположную эпицентру землетрясения точку на поверхности Земли сейсмическая волна приходит позже, чем это предсказывали расчеты. Олдхэм предположил, что помехой, задерживающей сейсмическую волну, является очень плотное ядро Земли. Так оно и оказалось. В 1913 году считали, что земное ядро жидкое. А в 1936 датский сейсмолог Инге Леман обнаружила, что часть сейсмических волн отражается от ядра Земли, и интерпретировала этот факт как наличие у ядра твердой внутренней части. Лишь спустя пару лет после этого открытия сейсмологи мира признали правоту смелой женщины.

Знаменательно, что человечество практически синхронно сделало два ядерных открытия. Одно — космических размеров, другое — микроскопических: ровно сто лет назад, в 1911 году было открыто атомное ядро. Но это — другая история. О ней — чуть позже.

Под знойным небом Аргентины

Название «Аргентина» большой южноамериканской страны сразу наводит на мысль, что серебра в ней видимо-невидимо. Отчего так названа страна, где на самом деле серебра почти нет, могут рассказать только легенды — исторические документы об этом умалчивают. Но любопытно, что не только сама страна, но и ее части имеют блестящие серебром названия. Например, столица аргентинской провинции Буэнос-Айрес называется Ла Плата, что в переводе с испанского означает «серебро». На берегу залива Рио-де-ла-Плата или Серебряной реки стоит город Буэнос-Айрес, столица Аргентины.

Когда в начале 16 века нашей эры английский мореплаватель итальянского происхождения Себастьян Кабот, служивший в то время испанской короне, нашел залив Рио-де-ла-Плата, ныне разделяющий Уругвай и Аргентину, он уже был наслышан об огромных запасах серебра, которым обладал Новый свет. Возможно, предвкушая богатую добычу, он и назвал залив Серебряной рекой. Однако, не найдя никаких сокровищ, и потеряв в схватках с индейцами часть своих моряков, капитан отплыл обратно, в Испанию. Ошибся континентом. Серебро спустя триста лет обнаружилось гораздо севернее.

Почему он искал именно серебро? Причина проста: в те времена деньги были серебряными, Европа жила по серебряному стандарту. Этот факт закрепился, например, в современном названии английской валюты — фунт стерлингов, то есть полкило серебра. Мир перешел к золотовалютному, а точнее — к долларовому стандарту только в конце девятнадцатого — начале двадцатого века, когда Конгресс США сначала запретил чеканить монеты из серебра, а затем в 1900 году издал закон о золотом стандарте.

Зачем это было нужно? Началось все с того, что в середине 19 века по всему миру были открыты новые месторождения золота. Вместе с предложением возрос и спрос на золото. А серебряные монеты стали дешевле рыночной цены серебра. Люди стали избегать расплачиваться серебряными монетами, переплавляли их и продавали по цене металла, из которого они были сделаны. Так в США появился дефицит мелких серебряных монет, и возникла инициатива двойного — «биметаллического» — денежного стандарта, золото-серебряного. Через несколько десятилетий в Неваде обнаружились крупные месторождения серебра, и стоимость этого металла сразу упала. Конгресс США принял решение прекратить чеканку серебряных монет, а в 1900-м году окончательно ввел золотой стандарт.

Дальше история развивалась так. Начало 1900-х годов запомнилось миру ростом американской экономической экспансии. Так утверждает Мюррей Ротбард в своей «Истории денег и банковского дела в Соединенных Штатах». США были заинтересованы в том, чтобы установить контроль над денежными системами экономически «колонизированных» стран. По мнению Ротбарда, американские банкиры хотели вынудить страны третьего мира отказаться от серебряного стандарта (колебавшегося при падении стоимости серебра к золоту) в пользу «золотовалютного» или долларового стандарта. То есть валюта, состоявшая из символических серебряных монет, привязывалась к доллару, который, в свою очередь, был привязан к золоту. И получалось, что в качестве резервной валюты эти страны вынуждены были использовать доллар, а не золото. Так весь мир постепенно оказался привязанным к американской экономической и денежной системе. При этом банки США, благодаря золотовалютному стандарту (в отличие от подлинного золотого стандарта) оказывались избавленными от угрозы покушения на их золото в случае чрезмерной инфляции. Вместо золота пожалуйте доллар!

А что же российский рубль? Имеет ли он отношение к самому главному монетному металлу истории (именно так назвал серебро нобелевский лауреат по экономике Милтон Фридман)? Еще как имеет. Само название нашей родной валюты появилось благодаря мягкости благородного белого металла. В древней Руси стоимость товаров меряли в брусках серебра. Если товар оказывался дешевле целого бруска, то от бруска отрубали часть, которая была равна цене товара. Такие рубленые части и называли рублями.

Впоследствии, чтобы увеличить прочность разменных монет, их стали чеканить из сплава серебра с медью в равных долях. Но случалось, российские монеты делали из чистого серебра. При этом монеты оказывались фальшивыми. Казалось бы абсурд! Но они были действительно фальшивыми с точки зрения закона, поскольку чеканились не государством, а частными лицами, и, следовательно, подрывали экономику страны. Такая история случилась в период правления Россией императрицы Анны Иоанновны. Уральский промышленник Акинфий Демидов обнаружил на земле, которой владел, серебряную руду и стал потихоньку (то есть втайне от императорского двора) чеканить серебряные монеты. Однако хотя земля была его частной собственностью, все, что содержалось в земле, считалось собственностью государства. А значит, серебро, возделанное из руды, следовало отдавать в российскую казну. Понимая, что его собственные монеты хоть и чисто серебряные, но фальшивые, Демидов решил чеканить свои монеты так, чтобы они ничем не отличались от царских (в средние века фальшивомонетчиков заживо варили в кипятке или заливали им в глотку расплавленный свинец).

В городке Невьянске тайно, в неприметном глубоком подвале, отделенном шлюзом от озера, круглые сутки работал подпольный монетный двор. Демидовские деньги циркулировали в России наряду с царскими. Пишут, что трудно было оценить, каких — законных или незаконных — было больше. И все же, шила в мешке не утаишь. Один из демидовских мастеров попал в немилость к быстрому и жестокому на расправу хозяину. Спасая свою жизнь от гнева владельца серебряных рудников, он бежал из Невьянска в Петербург. Акинфий Демидов послал вслед гонцов с приказом догнать и убить беглеца. А если догнать не удастся, то гонцам было велено немедля скакать в Петербург к царице с радостной вестью об открытии серебряных залежей. Вот так до Петербурга и дошла эта радостная весть. Пока императрица снаряжала в Невьянск комиссию по приемке в казну серебряных богатств, Демидов распорядился открыть шлюз, и озеро затопило монетный двор вместе с работниками. Триста прикованных к стенам рабов жестокого хозяина остались под водой. Как поется в известной арии Мефистофеля из оперы Гуно «Фауст», «люди гибнут за металл»…

Средство против монахов

Любопытные истории открытия химических элементов запоминаются, почти как детские сказки. Взять хоть сурьму — элемент под номером 51, названный по-латыни stibium (Sb), который после исследования его свойств, с конца XVIII в. Прослыл в Западной Европе в качестве антимония (antimoine).

Moine — по-французски значит «монах». Следовательно, слово antimoine можно перевести на русский как «средство против монахов». С названием «антимоний» как раз и связана забавная легенда об открытии сурьмы, красочно описанная Ярославом Гашеком в рассказе «Камень жизни». По Гашеку, якобы дело происходило в 1460 г. в Баварии. Игумен Штальгаузенского монастыря, занимаясь алхимическими поисками философского камня — эликсира жизни, сотворил из пепла сожженного еретика, пепла своего кота и горсти земли некий камень с металлическим блеском. Камень оказался тяжелым и не подошел под описание философского камня — тот слыл невесомым и прозрачным. Игумен выбросил свое произведение на монастырский двор и через некоторое время заметил, что свиньи очень заинтересовались металлическим камнем, поедают его и при этом очень быстро жиреют. Экономный игумен решил применить чудесный камень для питания своих монахов, чтобы они ели меньше, а упитанность их все возрастала. К гречневой каше, сваренной монахам на ужин, он добавил горстку истолченного металла. К утру все сорок монахов скончались в страшных мучениях. Так с тяжелой (или легкой — кому как нравится) руки игумена удивительный металлический порошок прославился как антимоний.

Правда, есть и более прозаическое происхождение названия «антимоний». Немецкий историк Эдмунд Липпман предположил, что оно связано с греческим словом «анемон» (ανεμον — цветок) по виду сростков игольчатых кристаллов сурьмяного блеска, похожих на цветы семейства сложноцветных. Арабское же слово, обозначающее некое косметическое средство, может быть записано по-латыни как ithmid, athmoud, othmod или uthmod (звучит похоже на антимоний, не правда ли?).

Между прочим, выражение «разводить антимонии» вроде бы тоже происходит от химического элемента номер 51. Люди, разводящие антимонии, проявляют излишнюю снисходительность к тем, кто этого вовсе не заслуживает, и утомляют собеседников своими излишне долгими и пустыми разговорами, уподобляясь долгим спорам средневековых алхимиков относительно лечебных свойств сурьмы — антимония. Некоторые считают, что выражение про разведение антимоний происходит от долгого и нудного процесса разведения и растирания гомеопатических снадобий, одним из которых в средние века являлась сурьма. Видимо и тогда не все население Европы серьезно и с доверием относилось к гомеопатам — отсюда ироничность оборота.

Ну и как не вспомнить насурьмленные брови красавиц из русских сказок? Оказывается, русское слово «сурьма» произошло от турецкого sürme, обозначавшего порошок свинцового блеска PbS (соединение свинца с серой), который применялся для чернения бровей. Ну, а причем же здесь настоящая сурьма — самостоятельный химический элемент? Она тоже шла в ход как средство красоты: черная модификация трехсернистой сурьмы (природный порошок сурьмяного блеска Sb₂S₃) применялась уже в 19 в. До н. э. в Древнем Египте под названием mesten или stem в качестве краски для бровей. В Древней Греции этот порошок был известен как stími и stíbi, отсюда — латинский stibium.

И все эти подробности рассказали нам только об одном химическом элементе, расположенном под номером 51 в периодической системе элементов Менделеева. Премного любопытного можно рассказать и о каждом из первых восьмидесяти трех.

Джинсовый элемент

Химический элемент номер под номером 49 в таблице Менделеева назвали индием вовсе не в честь великой азиатской страны. Его имя имеет связь с полюбившейся всему миру джинсовой одеждой. Традиционный цвет джинсов — сине-фиолетовый, иначе — индиго. Натуральный краситель «индиго» получил свое наименование от рода растений рода Indigofera, издревле произраставших на территории нынешних Китая, Кореи и Японии, но названных почему-то в честь реки Инд. Очень редкий металл индий был открыт именно благодаря цвету «индиго». И вот как это случилось.

В 1863 г. немецкие химики Т. Рейх и Ф. Рихтер решили исследовать методом спектрального анализа цинковую руду, найденную вблизи Фрейберга в Саксонии. Они надеялись обнаружить в ее составе таллий — редкий элемент, открытый за год до этого англичанином Уильямом Круксом как раз с помощью спектроскопического исследования шлама, присланного с одного из немецких сернокислотных заводов. В полученном спектре Рейх и Рихтер искали ярко-зеленую спектральную линию таллия, но вместе с нею обнаружили неизвестную для них линию цвета известного красителя «индиго». Темно-синий краситель и дал имя новому элементу. Свое название индий оправдывает также изменением окраски пламени. Если внести кусочек индия в пламя свечи или горелки, то огонь станет сине-фиолетовым. Найдете индий — попробуйте!

А если не найдете, то подойдите к зеркалу и хорошенько присмотритесь к своему изображению. Свитер наяву кажется несколько иного оттенка, чем его отражение в зеркале? Тогда… Нет, не обязательно зеркало сделали в Китае. Скорее всего, в серебряную изнанку зеркала не добавили индия, и поэтому цвета оно отражает не совсем точно. И серебряное, и оловянное, и ртутно-висмутовое зеркала, и зеркало из полированной пластинки нержавеющей стали или иного металла — все они имеют одинаковый недостаток: падающие лучи света разных цветов отражаются от них по-разному, то есть имеют разный коэффициент отражения света. Зато металл индий одинаково хорошо отражает все части спектра, все его цвета. Значит, не быть зеркалу высококачественным, если в нем отсутствует индий.

Впрочем, на самом деле, глядя в зеркало, не содержащее индия, человеческий глаз не в состоянии заметить неточное отражение цвета. Так что не грешите на зеркало, если ваш свитер потерял яркость красок. Однако для астрономов, исследующих свет далеких звезд, даже столь незаметные искажения цвета совершенно недопустимы — ученые могут сделать неправильные выводы о строении нашей Вселенной. Поэтому в телескопах устанавливают абсолютно объективные к любого цвета световым лучам индиевые зеркала.

Ни в коем случае не подумайте, что все сделанное из индия имеет синий цвет. Металл индий вовсе не синий и не фиолетовый. Он серебристо-белый в разрезе, а поверхность его красиво блестит, потому что на воздухе индий не покрывается матовой пленкой окисла, как другие металлы — он практически не взаимодействует с кислородом. Индий так мягок, что его можно резать ножом, а палочками из индия получится рисовать на бумаге. Но зеркала, конечно, делают не целиком из индия. Этот редкий металл в очень небольших количествах добавляют к серебру, которым покрывают тыльную часть стеклянного зеркала. Прибавка индия усиливает зеркальный блеск и предупреждает потускнение. Рассказывают, что во время массированных налетов немецкой авиации на Лондон в годы второй мировой войны зениткам здорово помогали прожекторы английской противовоздушной обороны. Блеск их лучей «пробивал» плотный лондонский туман благодаря индию, который использовался для изготовления прожекторных зеркал. Правда, индий плавится всего при 156°С, поэтому зеркало во время работы прожектора приходится охлаждать. А один из сплавов индия со свинцом, висмутом и еще несколькими металлами имеет температуру плавления всего 46,5°С. Чайная ложечка из такого сплава прямо на глазах растаяла бы в горячем чае. Впрочем, никому и не придет в голову делать из индия чайные ложки, ведь во всем мире добывают в год всего несколько тонн индия: он очень редко встречается в природе и никогда не бывает главным компонентом минерала, в котором его находят. Именно по этой причине индий был открыт людьми так поздно.

Металлурги относят индий к группе рассеянных редких металлов. Это означает, что в лучшем случае индий можно встретить в виде ничтожных примесей к рудам других металлов. Собственно индиевые минералы — рокезит CuInS₂, индит FeIn₂S₄ и джалиндит In (ОН) ₃ — чрезвычайно редки. Еще реже встречается самородный индий. В рудах других металлов его содержание обычно куда меньше 0,05%. Такие крохи индия добыть непросто.

Руды редких металлов имеют обычно сложный состав и часто содержат сразу несколько ценных для промышленности металлов. Поэтому редкие металлы извлекать приходится комплексно, а уж затем их разделяют. Это занятие очень сложное, поскольку требует знания свойств и особенностей каждого металла. Если говорить об индии, то его чаще добывают из цинковой руды, иначе — сфалерита (ZnS). Он извлекается попутно вместе с галлием, таллием и германием. Именно благодаря своим попутчикам индий был открыт при поисках таллия.

До 30-х годов ХХ века люди не знали, куда применить своеобразные свойства индия: для металлических конструкций он слишком мягок и дорог, к тому же легкоплавок. И вот по ходу технического прогресса применение постепенно нашлось. Сначала выяснилось, что сплав мягкого индия с пластичным свинцом оказывается гораздо прочнее и тверже, чем каждый из этих металлов в отдельности. Поэтому индий стали использовать для изготовления подшипниковых сплавов. Причем сплав научились получать прямо на поверхности подшипника. Электролитическим способом на стальную основу подшипника наносят тонкий слой серебра. Назначение этого слоя — придать подшипнику повышенное сопротивление усталости. Поверх серебряного слоя таким же образом наносят слой пластичного свинца, а на него — слой еще более пластичного индия. Затем подшипник нагревают для лучшего проникновения индия в свинцовый слой. Диффузия индия в свинец и свинца в индий образует на поверхности подшипника прочный свинцово-индиевый сплав. Четырехслойная (считая и стальную основу) конструкция в пять раз увеличивает срок службы подшипника по сравнению с обычными. Поэтому такие подшипники до сих пор устанавливают в авиационных и автомобильных двигателях.

Добавляя индий в сплавы с другими металлами, используют и другие его драгоценные свойства — например, высокую стойкость к действию едких щелочей и морской воды. Стоит чуть-чуть индия прибавить к меди, и этот сплав уже хорош для изготовления обшивки нижней части корабля. Такая обшивка легко противостоит длительному воздействию все на свете разъедающей морской соли.

Иногда индий и его сплавы применяют в качестве припоя. В расплавленном состоянии они хорошо прилипают ко многим металлам, керамике, стеклу, а после охлаждения соединяются с ними накрепко. Припои из индиевых сплавов используют в производстве полупроводниковых приборов.

Кстати, полупроводниковая промышленность ныне стала основным потребителем индия. Некоторые соединения «джинсового элемента» с элементами V группы таблицы Менделеева (азот, фосфор, ванадий, мышьяк, ниобий, сурьма, тантал, висмут, дубний) обладают ярко выраженными полупроводниковыми свойствами. Наибольшее значение приобрел антимонид индия, электропроводность которого особенно сильно меняется под действием инфракрасного излучения. Он стал основой инфракрасных детекторов — приборов, способных видеть в темноте нагретые предметы. Получают это соединение очень просто — нагревают смесь индия и сурьмы в условиях вакуума в кварцевых ампулах.

Арсенид индия InAs (соединение индия с мышьяком) применяется тоже в инфракрасных детекторах и в приборах для измерения напряженности магнитного поля. Для производства квантовых генераторов, солнечных батарей, транзисторов и других приборов перспективен и фосфид индия (соединение индия с фосфором). Только получить это соединение очень трудно: оно плавится при 1070° C и одновременно разлагается. Так что приходится получать фосфид индия только в реакторе при высоком давлении паров фосфора — порядка десятков атмосфер.

Примесь индия придает германию дырочную проводимость. Это свойство лежит в основе технологии изготовления многих типов германиевых диодов. Делают диоды вот как. К пластинке германия n-типа прижимается контактная игла, покрытая слоем индия, который во время формовки вплавляют в германий, создавая в нем область p-проводимости. А если два шарика индия вплавить с двух сторон германиевой пластинки, то тем самым создается p-n-p-структура — основа транзисторов.

Сегодня индий стал очень современным металлом, можно сказать, модным. Потому что более 80% спроса на него создают производители жидкокристаллических мониторов, плазменных телевизоров и светодиодов. Из оставшихся двадцати процентов спроса на индий одиннадцать обеспечивают металлурги, производящие специальные сплавы. При этом мировая добыча первичного индия составляет лишь 50% рыночного предложения, или примерно 500 т. Остальная половина — вторичный металл, получаемый при переработке лома.

Индиевым сплавам с серебром, оловом, медью и цинком свойственна высокая прочность, коррозионная стойкость и долговечность. Поэтому их применяют для изготовления зубных пломб. Индий здесь играет ответственную роль: он сводит к минимуму усадку металла при затвердевании пломбы.

Авиаторы хорошо знакомы с цинково-индиевым сплавом, служащим антикоррозионным покрытием для стальных пропеллеров. Тончайший слой из олова и окиси индия используют для обработки поверхности ветровых стекол самолетов. Такие стекла не замерзают, на них не появляются ледяные узоры, мешающие обзору. Кстати, сплавы индия широко используются в вакуумной технике для склеивания стекла с металлами.

Некоторые сплавы индия приглянулись ювелирам. Зеленым золотом назвали они декоративный сплав 75% золота, 20% серебра и 5% индия. А небезызвестная американская фирма «Студебеккер» вместо хромирования наружных деталей автомобилей применила индирование. Индиевое покрытие значительно долговечнее хромового.

В атомных реакторах индиевая фольга служит контроллером, измеряющим интенсивность потока тепловых нейтронов и их энергию. Сталкиваясь с ядрами стабильных изотопов индия, нейтроны превращают их в радиоактивные. При этом возникает поток электронов, по интенсивности и энергии которого судят о нейтронном потоке.

Вообще, природный индий состоит из двух изотопов с массовыми числами 113 и 115. Причем доля более тяжелого из двух изотопов значительно весомее — 95,7%. До середины XX века оба эти изотопа имели репутацию стабильных. Однако в 1951 году ученые установили, что индий-115 все же подвержен бета-распаду и постепенно превращается в олово-115. Правда, процесс этот протекает крайне медленно, потому что период полураспада ядер индия-115 очень велик — 6 • 10¹⁴ лет. Оттого-то и не удавалось долгое время заметить радиоактивность, присущую индию. К нашему времени получено уже около 20 радиоактивных изотопов индия.

Как далеко продвинулось человечество всего за двести лет! В восемнадцатом веке химические элементы ученые называли простыми телами, и великий французский химик Антуан Лавуазье насчитывал их всего пять. В «Таблице простых тел», которую составил Лавуазье, в числе пяти простых тел, относящихся ко всем трем царствам природы (свет, теплота, кислород, азот, водород), из всех химических элементов упомянуты только кислород и водород.

(Между прочим, великий ученый, инженер и просветитель Антуан Лавуазье, совершивший революцию в химии, был отправлен 8 мая 1794 года на гильотину трибуналом Великой Французской революции. Он опровергал взгляды на мир, которых придерживался Марат — один из вождей этой революции.)

А через сто лет после Лавуазье ученые открыли 63 химических элемента, разбираясь в свойствах веществ. Спустя двести лет — в двадцатом веке — люди убедились, что элементов 118, и это еще не предел. То есть половина известных нам элементов обнаружилась в природе, а остальные пришлось искать очень долго с помощью сложной техники. Отчего? Эту тайну откроет нам удивительное явление — радиоактивность.