Можем ли да комбинираме всички елементи от периодичната таблица в едно съединение?
„ Има антимон, арсен, алуминий, селен… “ – по този начин стартира песента на Том Лерер „ Елементите “. Откакто той я е композирал, човечеството е основало няколко изкуствени детайла в допълнение към 92-те, които се срещат в природата. Сега има общо 118 – и в интернет от време на време се срещат хора, които задават елементарния, само че бездънен въпрос: може ли да се сътвори молекула, която да съдържа всички тези детайли?
Отговорът на пръв взор е отегчителен: просто „ не “. Но аргументите, заради които не може да се прави по този начин, са комплицирани и разнородни – някои от тях идват от химичната конструкция, други от неустойчивостта, трети от фундаменталната физика, с която не желаете да се занимавате.
Вместо да преглеждаме тези аргументи обаче, дано си представим, че можем в действителност да създадем такава сглобка с магическа пръчка, и да забележим какъв брой бързо се разпада. И по този начин, замахвайки с пръчката от оганесон към водород, пред очите ни се появява дълго чаканата красива панатомична молекула. Но преди да можем да я оценим, евентуално ще забележим няколко огромни светкавици, няколко пламъка и много токсични газове. На пода ще има сажди, наслойка и метали.
Основната причина за разпадането ѝ е, че доста от по-тежките детайли не са постоянни. Оганесонът, който е под номер 118 в таблицата, има интервал на полуразпад от 0,7 милисекунди. Номер 116, ливермориум, може да издържи над 10 пъти повече, само че въпреки всичко надали надвишава човешкото усещане за период от време. Тези молекули ще се разпаднат, преди да се усетим, като по-тежките детайли ще стартират и верижна реакция с радиоактивните, които са по-стабилни. Взривове, светкавици, свистене…
Тъй като Коелда мина и чудеса не се случват в актуалните тривиални дни, добър метод за основаване на тази комбинирана всеобща молекула би бил да я сглобим от най-малките съставни елементи. Започваме с водорода, най-лекия и най-разпространен във Вселената. Намираме го на всички места и той е в другарски връзки с доста други детайли! Чудесен избор да стартираме с него. И по-късно срещаме хелия. Вторият най-лек детайл е доблестен газ – клас детайли, които нямат потребност да основават молекулярни съединения, защото нямат проблеми с неустойчивостта.
Възможно е при избрани условия, да вземем за пример в галактическото пространство, хелий и други благородни газове да станат част от съединения. Преди няколко години беше основано устойчиво съединяване на хелия, само че единствено при необикновено налягане.
По-простичко казано, химичните детайли се свързват, като споделят или си дават взаимно електрони, тъй че електронните им орбитали да са в най-стабилните конфигурации. Някои детайли доста желаят да създадат по този начин и са доста реактивни; други, като благородните газове, златото или платината, не толкоз.
Какво тогава, в случай че вземем всички постоянни детайли и ги разбъркаме дружно? Или може би да ги разтопим в един съд под налягане и да го оставим да се охлади? Ами не – за жалост, термодинамиката е досадно неизпълним фактор.
Системите във Вселената се стремят към равновесие, а също и към това да бъдат във допустимо най-ниското енергийно положение. Независимо дали се пробвате просто да залепите детайли един за различен, или да ги разтопите в някакъв специфичен тигел, термодинамиката си е термодинамика. По-малките, по-прости съединения ще бъдат по-стабилни и по-лесни за основаване, в сравнение с по-сложните.
Витамин В12
Това не значи, че не могат да се вършат разнородни и комплицирани молекули. Има образци за естествено срещащи се субстанции, които демонстрират, че сложността се случва и без нас. Вземете да вземем за пример витамин В12. Той е формиран от шест разнообразни детайла: въглерод, водород, азот, О2, кобалт и фосфор. Или минералът сфалерит, чиято съществена конструкция на цинков сулфид може да побере примеси от други детайли, като вместо цинк има кадмий, живак, манган, галий, германий и индий, а вместо сяра – селен и телур.
Но молекула с шест разнообразни детайла или минерал с капацитет за доста примеси не заместват тази панатомична молекула, която искаме…
