Історія Землі - Роберт Гейзен

Скачать книгу

відтінками тривалентному залізу. Як і алюміній, що також набуває стану +3, тривалентне залізо об’єднується з киснем в пропорції два до трьох, утворюючи Fe2O3 – типовий мінерал, що називають гематитом через його криваво-червоний колір. Як і магній, що часто заміняє залізо у двовалентних сполуках, алюміній теж нерідко заміняє тривалентний варіант заліза. У таких мінералах, як-от гранат, амфібол та слюда, можливі найрізноманітніші співвідношення алюмінію та заліза, при цьому в багатих залізом різновидах червоний колір домінує над зеленим.

      Отже, із цим надзвичайно корисним трюком перемикання зі стану +2 в стан +3 та навпаки (ми повернемося до цього дивовижного вміння через декілька мільярдів років, коли на сцені вперше з’явиться життя) залізо у своїй двовалентній та тривалентній личині поводить себе так само, як і решта членів великої шістки. Постривайте-но, залізо відіграє на Землі ще одну істотну роль: воно з легкістю може формувати метал.

      Більша частина хімічних сполук, про які вже йшлося, передбачає обмін електронами, унаслідок чого утворюються іони. Алюміній, магній, кальцій та залізо віддають електрони; кисень відбирає їх. І тому такі хімічні зв’язки називають іонними. Проте атоми металів обирають іншу стратегію об’єднання. У металі кожний атом віддає один або декілька електронів і отримує позитивний заряд. Однак ці безправні електрони вештаються в’язким, негативно зарядженим морем, яке утримують позитивно заряджені іони, наче чітко вишикувані дробинки в мелясі. Залізо у формі металу – це безліч іонів заліза, які спільно володіють такими делокалізованими електронами.

      Наслідки цієї комунальної власності доволі значні. По-перше, усі ці спільні електрони можуть вільно пересуватися, тому метали є чудовими провідниками струму (а струм – це не що інше, як керований потік електронів). На відміну від цього металічного зв’язку, в іонному, який формують іони кисню та магнію чи кисню та алюмінію, кожен електрон закріплений на своєму місці настільки жорстко, що потік електронів просто неможливий. По-друге, наслідком металічного зв’язку є те, що речовини радше згинаються, ніж ламаються. Море електронів, яке обступає іони, можна згортати чи скручувати і при цьому воно не втрачатиме своєї спільної моці, на відміну від більшості крихких порід та мінералів.

      Уважний читач вже помітив, що не тільки залізо вміє виконувати цей металоутворювальний трюк. Бляшанки з алюмінію, фольга та електродріт є повсюдно; сплави з металевого магнію є основою для високотехнологічних перегонових автомобілів та схожих іграшок; а напівметали на основі кремнію (хімічна назва якого силіцій) є в усіх електронних ґаджетах (звідси й Кремнієва, або Силіконова долина). Проте металевий алюміній, магній чи кремній – це сучасне чудо хімічної індустрії. Щоб відділити ці вперті елементи від кисню, треба витратити неабияку енергію, а їхній металевий стан майже ніколи не зустрічається в природі.

      Залізо значно менше

Скачать книгу