ابتكر كيميائيون من جامعة موسكو الحكومية ترياقًا لأقوى الأسلحة الكيميائية. ابتكر كيميائيون من جامعة موسكو الحكومية ترياقًا لأقوى الأسلحة الكيميائية، وقام عالمان بدراسة المواد

قام العلماء الروس بفحص جزيئات المادة النيزكية وتوصلوا إلى استنتاج مفاده أن الكائنات الحية الدقيقة التي جاءت إلى الأرض من الفضاء أقدم من أشكال الحياة الأرضية بمليار ونصف المليار سنة. وهذا يعني أن الحياة على الأرض كان من الممكن أن تنشأ في وقت متأخر بكثير عن الكواكب الأخرى.

كل يوم، يسقط على كوكبنا من الفضاء الخارجي من 100 إلى 1000 طن من المواد خارج كوكب الأرض - على شكل غبار ونيازك. المتخصصون من معهد الحفريات التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، بعد أن درسوا بنية رسل الفضاء، وجدوا فيهم ما طالما تأمل البشرية جمعاء أن تجده في الكون - آثار الحياة!

لطالما اهتمت البشرية بما يحدث خارج كوكب الأرض، وأحد الأسئلة الرئيسية التي تؤرقنا هو: هل توجد حياة بعيدة عن كوكبنا أم كانت هناك؟ لقد أثيرت مسألة وجود حياة خارج كوكب الأرض مرارا وتكرارا من قبل علماء من مختلف البلدان. بدأت جولة جديدة من النشاط البحثي في ​​هذا الاتجاه في عام 1996، عندما نشرت مجموعة من العلماء الأمريكيين بقيادة ديفيد ماكاي مقالاً اقترح فيه وجود آثار لبكتيريا أحفورية داخل بعض النيازك، من المفترض أنها من أصل مريخي. ويترتب على هذا العمل أنه إذا لم تكن هناك حياة على المريخ الآن، فمن الممكن أن تكون هناك ذات مرة في أوقات بعيدة على مستوى بدائي.

منذ نشر منشور ماكاي، قام الباحثون بتجميع كمية هائلة من المواد الجديدة حول هذا الموضوع. على سبيل المثال، بحلول نهاية هذا العام، سيقوم المتخصصون من معهد الحفريات التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، مع زملاء من وكالة ناسا، بنشر "أطلس الهياكل الحيوية"، والذي سيلخص جميع المعلومات في السنوات الأخيرة. ومن المقرر أن يتكون المنشور من جزأين. الأول سيركز على البقايا العضوية في صخور الأرض، والثاني على الهياكل الحيوية في النيازك. أخبر أليكسي روزانوف، مدير معهد الحفريات التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، دكتوراه في العلوم الجيولوجية والمعدنية، إيتوجي عن الأشياء غير العادية التي تمكنوا من رؤيتها في بنية النيازك.

الطرود الفضائية

يمكن تقسيم جميع النيازك التي سقطت على الأرض إلى حجر وحديد وحجر حديدي حسب تركيبها. يجد العلماء بقايا الهياكل الحيوية فقط في أحد أنواع النيازك الصخرية - الكوندريتات الكربونية (لقد حصلوا على هذا الاسم من الكوندرولات الموجودة في بنيتهم ​​- تكوينات السيليكات الكروية). يعد حل مشكلة أصل المادة الكربونية في مثل هذه النيازك أمرًا مهمًا بشكل أساسي، حيث يعتمد عليها تطور الأفكار حول أصل الحياة بشكل عام وعلى الأرض بشكل خاص. وبالتالي، ليس من المستغرب أن تكون الكائنات الرئيسية للعمل العلمي هي النيازك الحجرية من هذا النوع - إفريموفكا (وجدت في كازاخستان عام 1962) ومورشيسون (أستراليا، 1969). وباستخدام محلل إلكتروني دقيق، قام الخبراء بفحص تكوين المصفوفة المعدنية للنيزك الأول ثم النيزك الثاني. واكتشفوا ما يلي: في كلتا الحالتين، كان هناك داخل المصفوفة جزيئات أحفورية من الكائنات الحية الدقيقة الخيطية، التي تذكرنا بالفطريات السفلية، والتي حافظت على تفاصيل البنية الخلوية، وكذلك (وهذا هو الأهم!) البقايا المتحجرة لـ بكتيريا معينة.

كان من الممكن مقارنة الهياكل الحيوية الموجودة في النيازك مع الكائنات الحية الدقيقة الحديثة، وكذلك مع عينات من العالم البكتيري في العصور القديمة. وضعت هذه التجارب الأساس لاتجاه جديد في العلوم - "علم الحفريات البكتيرية". وكما يقول علماء الحفريات أنفسهم، فهذا مفتاح آخر لفك رموز المواد العضوية الكونية. وتبين أن النظائر الأرضية الحديثة للكائنات الحية الدقيقة الموجودة في النيازك هي طحالب خضراء مزرقة، أو البكتيريا الزرقاء.

كمرجع: البكتيريا الزرقاء هي أقدم الكائنات الحية التي تقوم بالتمثيل الضوئي، والتي أدى نشاطها الحيوي، كما يعلم العلم يقينًا، إلى تخليص الغلاف الجوي القديم للأرض من ثاني أكسيد الكربون وتزويده بالأكسجين. لقد كانت البكتيريا الزرقاء مع البكتيريا المصاحبة لها هي التي أصبحت الحاكمة الكاملة للأرض لأكثر من ثلاثة مليارات سنة وحددت إلى حد كبير مسار الأحداث الجيولوجية المهمة مثل تراكم العديد من الصخور الرسوبية والمعادن. لقد أثبتت المجتمعات التي أنشأتها هذه الكائنات الحية الدقيقة، والتي لها روابط أيضية وثيقة، أنها مستقرة بشكل مدهش عبر تاريخ الأرض. صحيح أن المنافسين الأكثر تنظيماً دفعوهم تدريجياً للخروج من مساحات البحر الواسعة إلى منافذ بيئية، خاصة في ظل ظروف قاسية، مثل البحيرات شديدة الملوحة والمناطق البركانية. وفي هذه الأماكن لا تزال المجتمعات الميكروبية موجودة حتى يومنا هذا.

وهكذا، فإن وجود نظائرها من البكتيريا الزرقاء في المادة الكربونية للنيازك أجبر المجتمع العلمي على الاعتراف بالحقيقة التي لا شك فيها حول أصلها الحيوي. ماذا يثبت هذا؟ حقيقة أن الوحدة المورفولوجية الهامة للكائنات الميكروبية الأرضية، الحديثة والقديمة على حد سواء، مع التكوينات في النيازك تعطي سببًا للحديث عن الوحدة الأساسية للعالم الميكروبيولوجي للأرض والأجسام الفضائية الأخرى.

قد تشير بقايا الكائنات الحية الدقيقة، التي ربما تنتمي إلى البكتيريا الزرقاء، إلى الحقيقة المثيرة المتمثلة في أن تكوين الكوندريتات الكربونية قد حدث في بيئة مائية. من هذا، يتبع حتما أنه منذ ما لا يقل عن 4.5-4.6 مليار سنة، كانت الحياة موجودة في مكان ما خارج الأرض، على الأقل على مستوى البكتيريا، وربما الفطريات السفلية. هذا العصر يشبه وقت بداية تكوين الأرض. على هذا الأساس، خلص علماء الحفريات إلى أن العالم البكتيري ظهر في مكان ما في الفضاء في وقت سابق من كوكبنا. ومن ينكر أنه كان بإمكانه التطور بشكل أكبر على طريق مختلف تمامًا ومكتشف؟ ربما تكونت في مكان ما على الكواكب البعيدة أشكال من الحياة تختلف اختلافًا جوهريًا عن تلك الموجودة على الأرض والتي ليس لدى العلم الحديث أدنى فكرة عنها. قد يسمي البعض هذا خيالًا علميًا، لكن كيف لا يتذكر المرء أنه حتى وقت قريب كان احتمال وجود الماء على المريخ أمرًا سخيفًا.

يقول أليكسي روزانوف: "إن اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة في النيازك الصخرية يجبرنا على إعادة النظر بشكل كبير في العديد من الأفكار الراسخة حول تطور النظام الشمسي وأصل الحياة". "وهناك نقطة أخرى مهمة: إن عصر الكائنات الحية الدقيقة يمنحنا الفرصة ل "مكافحة الاعتقاد الخاطئ بأن الأجسام الكونية هي ناقلات للبكتيريا الخطرة. "إن الميكروبات المتحجرة التي تأتي إلى الأرض في النيازك غير ضارة. فهي ميتة منذ عدة مليارات من السنين."

كانت المرحلة التالية من البحث الرائع مرتبطة بدراسة عملية تحجر الكائنات الحية الدقيقة. وهنا واجه العلماء أيضًا نتائج غير متوقعة. يقول أليكسي روزانوف: "كانت نتيجة التجارب المعملية مذهلة. وتبين أن عملية التحجر يمكن أن تستغرق بضع ساعات فقط. في السابق، افترضنا أن جميع الكائنات الحية الأحفورية تتحجر لملايين السنين تقريبًا. ولكن اتضح أن هذا "ليس شرطا إلزاميا على الإطلاق. والسرعة العالية لهذه العملية تفسر سبب الحفاظ على البكتيريا التي نجدها في الحجارة القديمة بشكل جيد."

والدليل الآخر على أن البكتيريا وليس شيئًا آخر هو الموجود في النيازك التي سقطت على الأرض، وهو اكتشاف بلورات المغنتيت وأجسام كروية تتكون من بلورات صغيرة (فرامبويدز) فيها. والحقيقة هي أن مثل هذه الهياكل الغريبة على الأرض تتشكل فقط بمشاركة مباشرة من الكائنات الحية الدقيقة.

على الرغم من أن أبحاث الحفريات في هذا الاتجاه تتحرك بسرعة كبيرة، إلا أن بعض الصعوبات لا تزال تنشأ على طول الطريق. على سبيل المثال، يتم التعبير عن الآراء القائلة بأنه من غير الممكن التحدث عن نقاء التجارب، حيث يمكن أن تكون النيازك "ملوثة" بالكائنات الحية الدقيقة الأرضية. يتفق خبراء معهد الحفريات على أنه عند وصول الأجسام الكونية إلى كوكبنا تتعرض لاختراق الكائنات الحية الدقيقة فيها، لكنهم لا يعتبرون هذه المشكلة غير قابلة للحل. من خلال معرفة تكوين مادة النيزك تقريبًا، تعلم العلماء تحديد مدى إتقان الكائنات الحية الدقيقة الأرضية للقطع الأثرية الفضائية. إذا تجاوزت كمية أي مكون في النيزك محتواه المحتمل، فهذا يعني أنه "مسدود" بشكل ميؤوس منه.

يقول أليكسي روزانوف: "خلال بحثنا، قمنا بتحليل ما يقرب من عشرين نيزكًا، وفي جميع الحالات تقريبًا تم العثور على حفريات قديمة. ولا شك أن الكائنات الحية الدقيقة تشبه البكتيريا التي تعيش اليوم وتلك الموجودة في الحالة الأحفورية في الأرض". الصخور الأرضية، وبناء على هذه الدراسات يمكننا القول بأمان أن الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في النيازك هي بكتيريا قديمة، وقد يشير تنوع الكائنات الحية الموجودة أيضًا إلى اختلاف البيئات لتكوين المجتمعات الميكروبية، من الحرارية إلى البحيرة، وفي الوقت نفسه بالطبع، نحن لا نستبعد إمكانية اكتشاف مثل هذه الأشكال في المستقبل والتي لن يكون لها نظائرها الأرضية."

من الصعب تصديق

إن استنتاجات أليكسي روزانوف غير عادية للغاية وبالتالي فهي مقبولة بشكل غامض في المجتمع العلمي. وتمكن "إيتوجي" من التحقق من ذلك من خلال التحدث مع المعارضين الرئيسيين للعالم المحترم. على سبيل المثال، رئيس مختبر النيازك في معهد الجيوكيمياء والكيمياء التحليلية الذي يحمل اسمه. يعتقد V. I. Vernadsky RAS، دكتوراه في العلوم الجيولوجية والمعدنية ميخائيل نزاروف، اعتقادًا راسخًا أنه لا توجد اليوم حقائق موثوقة تشير إلى إمكانية وجود بقايا مواد عضوية في النيازك: "لقد تمت دراسة هذه المشكلة مرارًا وتكرارًا، وهناك أشخاص يعتقدون "في هذا. على سبيل المثال، أليكسي يوريفيتش روزانوف. يعتقد أنه عثر على بعض بقايا الكائنات الحية الدقيقة. لكنني لا أعتقد أن هذا الشيء قد تم إثباته بنسبة مائة بالمائة. "

وهنا رأي ألكسندر أوليانوف، دكتور في العلوم الجيولوجية والمعدنية، أستاذ قسم المعادن بجامعة موسكو الحكومية، عضو لجنة النيازك في أكاديمية العلوم الروسية: "أنا على دراية بوجهة نظر روزانوف. لقد قرأت منشوراته العلمية، ولكن في كثير من النواحي أنا لا أتفق معه. لنبدأ بحقيقة أن أليكسي يوريفيتش درس الكوندريت الكربوني إفريموفكا، والذي يُزعم أنه وجد فيه مواد عضوية - شيء يذكرنا بالبكتيريا المتحجرة. ولكن في نفس الوقت بمرور الوقت، كان هذا النيزك يكمن في الحقول التي تم تخصيبها بمكونات نشطة مختلفة لمدة أربعين عامًا على الأرجح. على وجه الخصوص، على طول الشقوق داخل النيزك، يمكن ملاحظة "الأكسدة بالحديد. لذلك، لا أعتبر هذا الاكتشاف موثوقًا. ولكن هذا فقط وجهة نظري، علاوة على ذلك، أنا لا أؤمن باكتشاف الكائنات الحية الدقيقة داخل النيازك المريخية، وأعتبر مثل هذه التصريحات غير موثوقة ولا أساس لها من الصحة.

هل جاءت البكتيريا القديمة من الفضاء الخارجي أم نشأت على الأرض؟ لن نتلقى إجابة على هذا السؤال إلا بعد أن يصل البحث العلمي إلى نهايته. ومع ذلك، فمن الواضح بالفعل اليوم أن الطرق الجديدة للبحث عن الحياة في الكون تجبر العلم على إعادة النظر في الأفكار الراسخة حول تطور وأصل النظام الشمسي.

ايكاترينا جوربونوفا

خلفية

العلوم المثيرة للجدل

في 15 مارس 1806، سقط نيزك حجري في بلدة أليس (فرنسا). وكان أول كوندريت كربوني يتم دراسته بشكل مكثف. لذلك، في عام 1834، فوجئ الكيميائي السويدي بيرسيليوس، بعد أن درس عينته، ​​عندما اكتشف الماء فيها، ولاحظ أيضًا تشابه المادة الكربونية للنيزك مع المواد البيولوجية الأرضية.

في 14 مايو 1864، سقط أكثر من 20 حجرًا أسود (يزن بعضها حوالي 2 كجم) بالقرب من قريتي نويك وأورجيل الفرنسيتين. مباشرة بعد السقوط، قام القرويون بجمع الصخور ذات اللون الأزرق الداكن، والتي كان الكثير منها مغطى بالكامل. تعرض نيزك Orgay على الفور لتحليل كيميائي ومعدني شامل. كان محتوى الكربون في شظاياه مرتفعًا جدًا لدرجة أنه في البداية تم اعتبار هذه الحقيقة نتيجة للتلوث بالمواد الأرضية. ومع ذلك، تم التوصل لاحقًا إلى أنه من المحتمل جدًا أن تكون المواد الحية قد شاركت في تكوين النيزك.

إن الفرضية حول وجود أشكال "تشبه الحياة" خارج كوكب الأرض في النيازك، والتي تم طرحها لأول مرة في منتصف القرن التاسع عشر، كانت مقبولة على نطاق واسع وكانت موجودة بنجاح لمدة قرن تقريبًا - حتى الستينيات من القرن العشرين. في عام 1962، عارض الباحثان الأمريكيان أندرس وفيتش الطبيعة الحيوية لمواد النيزك، مشيرين إلى أن الحفريات الموجودة فيها ليس لها نظائرها وبالتالي يجب رفض الطبيعة الحيوية. لقد افترضوا أن الكائنات الحية الدقيقة المفترضة لم تكن كائنات بيولوجية، واعتبروا جميع الأجسام الأخرى المشابهة بيولوجيًا بمثابة تلوث أرضي - "غبار المتحف" و"حبوب اللقاح". لا يزال أندرس وفيتش يعتبران من أكثر المنتقدين نشاطًا للنسخة المتعلقة بوجود الكائنات الحية الدقيقة في النيازك.

في عام 1964، نشر العالم السوفييتي بوريس تيموفيف مقالاً في ألمانيا حول اكتشاف تكوينات تشبه العوالق النباتية الأرضية في نيزك ميجي. لقد تمزق المقال إلى قطع صغيرة. بالمناسبة، كان من بين النقاد أليكسي روزانوف، الذي، وفقا له، غير وجهة نظره اليوم بشأن هذا المنشور.

في عام 1966، قام جي كي أوري، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء، بمراجعة الأدلة على وجود مواد بيولوجية في النيازك. وأشار إلى أنه يوجد في النيازك مواد عضوية تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في الصخور الأرضية القديمة، وأن المواد العضوية الموجودة في الكوندريتات الكربونية لا تشبه تلك الموجودة في التلوث الحديث. وأشار أوري: "... بعض المواد الموجودة في النيازك، إذا تم العثور عليها في الأجسام الأرضية، ستعتبر بلا شك بيولوجية المنشأ."

سؤال: قام عالمان بفحص المواد التي تم الحصول عليها في مختبراتهم. أحدهما، باستخدام الطرق الفيزيائية، أثبت أن جزيء المادة أ يحتوي على ذرتين كربون وست ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. وتوصل آخر بالطرق الكيميائية إلى أن 5 جرامات من المادة ب تحتوي على 2.61 جرام كربون و0.652 جرام هيدروجين وأيضا أكسجين. تحديد الكتلة الجزيئية للمادة، حصل على نفس القيمة التي حصل عليها العالم الأول. وفي المراسلات، اتفقوا على حساب ومقارنة الكسور الكتلية للعناصر في مركباتها. كما وعد العالم الثاني بتحديد صيغة مادته. حاول إجراء الحسابات التي كان على هؤلاء العلماء القيام بها. هل البيانات التي تم الحصول عليها كافية للقول أنهم درسوا نفس المادة؟

قام عالمان بفحص المواد التي تم الحصول عليها في مختبراتهم. أحدهما، باستخدام الطرق الفيزيائية، أثبت أن جزيء المادة أ يحتوي على ذرتين كربون وست ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. وتوصل آخر بالطرق الكيميائية إلى أن 5 جرامات من المادة ب تحتوي على 2.61 جرام كربون و0.652 جرام هيدروجين وأيضا أكسجين. تحديد الكتلة الجزيئية للمادة، حصل على نفس القيمة التي حصل عليها العالم الأول. وفي المراسلات، اتفقوا على حساب ومقارنة الكسور الكتلية للعناصر في مركباتها. كما وعد العالم الثاني بتحديد صيغة مادته. حاول إجراء الحسابات التي كان على هؤلاء العلماء القيام بها. هل البيانات التي تم الحصول عليها كافية للقول أنهم درسوا نفس المادة؟

الإجابات:

أسئلة مماثلة

• وضعت ليوبا مجموعتين من الجزر في السلة، كل منها 7 قطع، ما عدد الجزر الموجودة في السلة؟
• الصف السادس، بحاجة إلى الأرقام 4 و 5، شكرًا مقدمًا)
• كراسة الرسم أغلى بـ 8 مرات من قلم الرصاص، لكن سعرهما معًا 135 روبل، كم تبلغ تكلفة الألبوم؟
• يتم رسم شعاعين BD وBK من قمة الزاوية المفتوحة ABC بحيث تكون الزاوية ABK = 128° الزاوية CBD = 164° احسب قيمة الزاوية DBK
• أي مما يلي هو جسم مادي؟ قطرة ماء الخلد الصلب شروق الشمس. 2K؟؟أي من الأجسام المادية لا يمكن توصيله عن طريق الضغط؟ 3 قطع من البلاستيسين، قطع من الحديد الزهر، شظايا زجاج، قطرات ماء. 3

كانت هناك حالات متكررة في تاريخ الكيمياء حدث فيها التسمم أو الإصابة أو حتى الوفاة ليس نتيجة للعمل طويل الأمد مع المواد السامة، ولكن نتيجة لتجربة واحدة غير ناجحة، مصحوبة عادة بانفجار. فيما يلي قائمة بعيدة كل البعد عن القائمة الكاملة لمثل هذه الحوادث.

وأثناء دراسة خصائص المادة التي اكتشفها، والتي سُميت فيما بعد بملح برتولت، كاد الكيميائي الفرنسي سي إل برتولت (1748–1822) أن يموت.
في إحدى المحاولات للحصول على البوتاسيوم عن طريق تسخين خليط من هيدروكسيد البوتاسيوم مع مسحوق الحديد، كاد العالمان الفرنسيان جي إل جاي لوساك (1778-1850) وإل جي ثينارد (1777-1857) أن يفقدا حياتهما. للتعافي من جروحه، كان على جاي لوساك أن يقضي ما يقرب من شهر ونصف في السرير، واختفى بصره مؤقتًا. كاد تينار أن يموت مرة أخرى في مختبر كيميائي. في عام 1825، في محاضرة، أراد أن يروي عطشه، فشرب عن طريق الخطأ سائلًا من كوب يحتوي على محلول التسامي (من المعروف أن التسامي HgCl 2 هو سم قوي). فقط الترياق في الوقت المناسب على شكل بيض نيئ أنقذ حياته.
وكان ضحية حادث آخر الكيميائي والفيزيائي الفرنسي بيير لويس دولونج (1785-1838). وفي عام 1811، أثناء دراسة كلوريد النيتروجين، حدث انفجار في مختبره، مما أدى إلى إصابة العالم بارتجاج شديد. وعلى الرغم من ذلك، قرر دولونج مواصلة البحث عن المادة. وفي أكتوبر 1812، أدى انفجار جديد إلى فقدان عينه وتشويه يده. كما تضررت عين دولونج الأخرى. كان عمر العالم 27 عامًا فقط في ذلك الوقت.
عانى الكيميائي السويدي العظيم ج.ج. بيرزيليوس (1779-1848) من تسمم خطير نتيجة للعمل مع سيلينيد الهيدروجين في ربيع عام 1818.
بين يدي الكيميائي الألماني آر دبليو بنسن (1811-1899)، في 9 نوفمبر 1836، انفجر وعاء زجاجي مغلق يحتوي على مركب الزرنيخ، مما كاد أن يؤدي إلى وفاة العالم. أصابت شظية من الزجاج عين بنسن اليمنى، مما أدى إلى إصابته بالعمى إلى الأبد. بالإضافة إلى ذلك، تم تسميم العالم.
كما حدث انفجار قوي مع الكيميائي الفرنسي إس إيه فورتز (1817-1884) عندما قام بتسخين خليط من ثلاثي كلوريد الفوسفور والصوديوم في أنبوب اختبار مفتوح. أصيبت شظايا عديدة بجروح خطيرة في وجه العالم ويديه. دخل الزجاج إلى عيني لا يمكن إزالة الشظايا على الفور. ومع مرور الوقت فقط بدأوا يختفون تدريجياً، وكان على الجراحين استخدام كل مهاراتهم للحفاظ على رؤية فورتز.
كان من الممكن أن تنتهي حياة الحائز على جائزة نوبل، الكيميائي العضوي الألماني أ. باير (1835-1917)، بشكل مأساوي في شبابه. أثناء عمله مع ميثيل ثنائي كلوروأرسين CH 3 AsCl 2، أصيب بتسمم شديد لدرجة أنه سقط على أرضية المختبر، وفقد وعيه. فقط المساعدة الطارئة التي قدمها F. A. كيكولي (1829-1896)، الذي أخرج الضحية إلى الهواء الطلق، سمحت بتجنب الكارثة. كان على باير أن يقضي عدة أيام في السرير. كان الجلد على وجهه أحمر وملتهبًا للغاية.
مثل كيكولا، أنقذ الكيميائي الألماني أ. فيشر موظفه ج. تافيل من الموت الوشيك بعد أن تسمم الأخير ببخار الأكرولين.
أثناء عمله في مختبر ماير في غوتنغن، في عام 1885، عانى الكيميائي الروسي الشهير ن.د. زيلينسكي (1861-1953) من تسمم خطير بـ 2,2"-ثنائي كلورو ثنائي إيثيل سلفيد ClCH 2 CH 2 –S – CH 2 CH 2 Cl. وتشكلت بثور على يديه والوجه والجسم، واضطر العالم لقضاء عدة أشهر في المستشفى، والمادة التي تلقاها استخدمها الألمان فيما بعد عام 1917 في منطقة إيبرس، وأطلق عليها بعد ذلك اسم "غاز الخردل".
ليو ماير (1830-1895)، الذي كان يحب عرض انفجار خليط الهواء والأسيتيلين في محاضراته، أصيب بجروح خطيرة في عام 1884. وفي إحدى المرات، خلال هذه المظاهرة، وقع انفجار بقوة أدت إلى تدمير جميع المعدات وإصابة المجرب نفسه.
انفجر وعاء يحتوي على البروم ذات مرة في يد الكيميائي الروسي إس في ليبيديف (1874-1934). وسقطت شظايا الزجاج ورذاذ البروم على يدي العالم ووجهه، مما أدى إلى إصابتهما وإحداث حروق شديدة. وعلى الرغم من المساعدة المقدمة في الوقت المناسب، ظلت بعض الشظايا في جسد ليبيديف ولم تتم إزالتها جراحيًا إلا بعد ثلاث سنوات.
عند الحديث عن الانفجارات في المختبر، لا يسعنا إلا أن نذكر الكيميائي الألماني جوستوس ليبج (1803-1873)، الذي رافقته الانفجارات طوال فترة دراسته في الكيمياء تقريبًا، بدءًا من الطفولة، وكانت سببًا للعديد من متاعب حياته.

بعد أن طُرد جوستوس من المدرسة بسبب انفجار وقع في الفصل مباشرةً، رتّب والده أن يصبح ليبج متدربًا صيدليًا. ولكن حتى هنا لم يبق طويلا. بعد انفجار قوي دمر سقف العلية التي كان يقوم فيها صبي يبلغ من العمر 15 عامًا بإجراء تجارب على فلمينات الزئبق (فلمينات الزئبق) تم طرد جوستوس من الصيدلية.
في سن أكبر، أراد ليبج تحليل الفضة المتفجرة بطريقة أو بأخرى باستخدام كبريتيد الأمونيوم. ومع ذلك، بمجرد سقوط أول قطرة من المحلول في كوب من الفضة، حدث انفجار يصم الآذان. تم إلقاء ليبيج على ظهره، وفقد سمعه لمدة أسبوعين وكاد أن يصاب بالعمى. بالفعل عالم ناضج، أظهر جوستوس ذات مرة في محاضرة احتراق بخار ثاني كبريتيد الكربون في أكسيد النيتروجين (II). وفجأة وقع انفجار قوي، وأمطرت شظايا القارورة التي حدث فيها التفاعل جميع الحاضرين. كان ليبيج محظوظًا مرة أخرى: فقد أصابت القطعة الأكبر صندوق السعوط الذي كان في جيب العالم.
لسوء الحظ، لم يكن كل الكيميائيين محظوظين مثل ليبج. نتيجة للتسمم بالزرنيخ الذي دخل الرئتين والمريء أثناء انفجار المعوجة، توفي عالم المعادن والكيميائي الشهير والأكاديمي في أكاديمية سانت بطرسبرغ للعلوم آي جي ليمان (1719-1767). توفي أكاديمي روسي آخر، ن.ب.سوكولوف (1748-1795)، بسبب التسمم بالفوسفور والزرنيخ أثناء دراسته لخصائص مركبات هذه العناصر. توفي كيميائي روسي آخر، وهو عبد سابق، إس بي فلاسوف (1789-1821)، نتيجة التسمم الذي تلقاه أثناء البحث الكيميائي.
أثناء انفجار وقع أثناء تقطير قطران الفحم، أصيب العالم الإنجليزي تشارلز مانسفيلد (1819-1855) بحروق شديدة توفي منها بعد أيام قليلة.
في عام 1891، في ميدان المدفعية الرئيسي بالقرب من سانت بطرسبرغ، عند اختبار حمض البكريك (2،4،6-ترينيتروفينول-1)

أدى الانفجار إلى مقتل عضو كامل العضوية في الجمعية الفيزيائية والكيميائية الروسية، ومدرس خاص للكيمياء في فيلق الصفحات ومدرسة بافلوفسك العسكرية، وقائد أركان مدفعية الحرس إس في بانبوشكو، مؤلف أول كتاب في روسيا "مجموعة من المشاكل في الكيمياء" مع شرح حلها" والعمل الأساسي "تحليل البارود".

لقد انتهت بشكل مأساوي حياة العالم الروسي الموهوب V. E. بوجدانوفسكايا (1867-1896)، مؤلف كتاب الكيمياء الابتدائي، بالإضافة إلى عدد من الروايات والقصص القصيرة. أثناء محاولة الحصول على نظير الفوسفور لحمض الهيدروسيانيك، انفجرت أمبولة، مما أدى إلى إصابة يد بوجدانوفسكايا. ونتيجة تسممها بمواد سامة، توفيت بعد أربع ساعات من الانفجار.
لقد سبق أن ذكرنا أعلاه مقدار المتاعب التي جلبتها الدراسة والعمل مع مواد مثل الزئبق أو الكلور للعلماء. ومع ذلك، من بين المواد البسيطة، تسبب الفلور في أكبر مشكلة للباحثين. تبين أن هذا العنصر قاتل حقًا لعدد من الكيميائيين من مختلف البلدان. لقد تم بالفعل الكتابة عن التسمم بفلوريد الهيدروجين على يد ج. ديفي (1778-1829). في محاولة لعزل الفلور، قام الفرنسيون جي. جاي لوساك، إل. ثينارد، إي. فريمي والإنجليزي جي. جور بتقويض صحتهم بشكل خطير، ودفع الكيميائي البلجيكي بي. لايت حياته ثمنا، وعانى العالم الفرنسي د. استشهاد. انتهت محاولات الحصول على الفلور عن طريق عزله عن فلوريد الفضة والرصاص، التي قام بها الكيميائيان الإنجليز نوكس براذرز، بشكل مأساوي: أصبح جورج معاقًا، وتوفي توماس. العلماء الآخرون الذين حاولوا عزل هذا العنصر في شكله الحر عانوا أيضًا بدرجة أو بأخرى.

فقط العالم الفرنسي أ. مويسان (1852-1907) تمكن في عام 1886 من إنجاز ما لم يتمكن الآخرون من تحقيقه. ومع ذلك، نلاحظ أن حل هذه المشكلة بالنسبة له لم يمر دون أن يترك أثرا. عندما أبلغ مويسان أكاديمية باريس للعلوم باكتشافه، كانت إحدى عيون العالم مغطاة بضمادة سوداء.
الحوادث المذكورة أعلاه حدثت لكيميائيين مشهورين. وكم عدد الانفجارات وحالات التسمم التي حدثت بين الباحثين والمجربين المبتدئين الأقل شهرة! كم عدد الإصابات والحروق والتشوهات التي تم تلقيها!
كما جلبت دراسة ظاهرة النشاط الإشعاعي العديد من المتاعب للعلماء. الإشعاع، بطبيعته، يهدد الحياة. عند تناول جرعات كبيرة يسبب تلفًا شديدًا في الأنسجة، مما يؤدي إلى الموت السريع للجسم، أما عند تناول جرعات صغيرة فقد يؤدي إلى الإصابة بالسرطان أو تغيرات جينية.
من أوائل من اكتشفوا تأثيرات الإشعاع الإشعاعي على أنسجة الكائن الحي، كان مكتشف ظاهرة النشاط الإشعاعي، العالم الفرنسي أ.أ.بيكريل (1852-1908). بعد أن حمل أنبوب اختبار به ملح الراديوم في جيب سترته لبعض الوقت، أصيب في أبريل 1901 بحروق في الجلد. عند إخبار عائلة كوري بهذا الأمر، صاح بيكريل: "أنا أحب الراديوم، لكنني أشعر بالإهانة منه!"
تم تقصير حياة العالم الإنجليزي دبليو رامزي (1852-1916) بشكل كبير بسبب عمله مع الراديوم والرادون والمواد المشعة الأخرى. في عام 1915، أصيب العالم بسرطان الرئة وتوفي بعد عام من عملية خطيرة.

كان للعمل باستخدام المواد المشعة أيضًا تأثير قوي على صحة ماري سكودوفسكا كوري (1867–1934). في البداية، خضعت لعملية جراحية خطيرة في كليتيها، ثم تدهورت رؤيتها بشكل حاد وأصيبت بمشاكل في السمع. في عام 1920، كتبت في رسالة إلى أختها: "لقد أصبحت رؤيتي ضعيفة جدًا، وربما لا أجد الكثير من المساعدة في ذلك. أما بالنسبة للسمع، فأنا أعاني من طنين مستمر، وأحيانًا قوي جدًا. بين عامي 1923 و1930، خضعت ماريا لأربع عمليات جراحية في العيون، مما أدى في النهاية إلى استعادة بصرها.
توفيت سكلودوفسكا كوري في 4 يوليو 1934 بسبب فقر الدم الخبيث الحاد الناجم عن تنكس نخاع العظم. وفي تقرير طبي، كتب البروفيسور ريغو: "يمكن اعتبار مدام كوري واحدة من ضحايا التعامل طويل الأمد مع المواد المشعة التي اكتشفها زوجها بنفسها".

تم دفن سكلودوفسكا كوري باحتياطات خاصة. تم وضع التابوت الخشبي في تابوت رصاصي، والذي تم وضعه بدوره في تابوت خشبي آخر. وعندما تم نقل رفات العالم البارز إلى البانثيون في عام 1995، أظهرت قياسات مستوى الإشعاع في التابوت الداخلي أنه كان أعلى 30 مرة من مستويات الخلفية.
عنالأمثلة المذكورة أعلاه، على الرغم من أنها مصحوبة بعواقب خطيرة للغاية، لا تزال تتعلق بشكل أساسي بالباحثين أنفسهم الذين أجروا التجارب فقط. لسوء الحظ، هناك حالات معروفة عندما كان عدد الضحايا أكبر بكثير أثناء التجارب الكيميائية. "اليوم الأسود" في تاريخ الكيمياء كان يوم 27 مايو 1920. في مثل هذا اليوم، أثناء عرض تجارب على درجات حرارة عالية في جامعة مونستر (ألمانيا)، وقع انفجار قوي، نتج عنه مقتل عشرة طلاب. قتيلاً وأكثر من عشرين جريحاً.
وكم من الناس ماتوا نتيجة انفجارات في مصانع الكيماويات! كان من أوائل هذه الحوادث انفجار في مصنع للبارود في إيسون عام 1788، قُتل خلاله عدة أشخاص، ولم ينج الكيميائيان الفرنسيان بيرتولت ولافوازييه، اللذان وصلا إلى المصنع، إلا لأنهما قررا فحص الغرفة المجاورة في ذلك المكان. وقت. وكان سبب الانفجار محاولة استبدال نترات البوتاسيوم بكلورات البوتاسيوم في تركيبة البارود.
في عام 1848، في لوبورجيه في فرنسا، انطلق أول مصنع لإنتاج البيروكسيلين - ثلاثي نترات السليلوز [C 6 H 7 O 2 (ONO 2) 3 ] n -.
في 3 سبتمبر 1864 ظهرا، حدث انفجار مرعب دمر مصنع النتروجليسرين C 3 H 5 (ONO 2) 3 الواقع بالقرب من ستوكهولم والمملوك لمخترع الديناميت المهندس السويدي ألفريد نوبل. ونتيجة للانفجار، توفي شقيق ألفريد الأصغر أوسكار، وكذلك أقرب صديق للمخترع، الكيميائي هيزمان.
في عام 1887، في إنجلترا، بالقرب من مانشستر، وقع انفجار قوي في مصنع للصباغة يستخدم مركبات حمض البريك كطلاء أصفر.
ومع ذلك، لا يمكن مقارنة كل هذه الحالات بالانفجارات التي وقعت في 6 ديسمبر 1917 في مصنع للكيماويات في هاليفاكس (كندا)، وفي 21 سبتمبر 1921 في مصنع للأسمدة في أوباو (ألمانيا)، وفي 2 ديسمبر 1984 في مصنع لإنتاج المبيدات الحشرية في مدينة بوبال الهندية.
في الحالة الأولى، أدى الانفجار الذي وقع نتيجة التحلل الذاتي لنترات الأمونيوم إلى مقتل 3000 شخص، وفي الثانية، توفي 560 شخصا وتشريد أكثر من 7500 شخص. وكان الانفجار الذي وقع في أوباو قويا للغاية لدرجة أنه لم يدمر جميع المنازل في المدينة نفسها بالكامل فحسب، بل ألحق أيضا أضرارا ببعض المباني على بعد 6 كيلومترات من موقع الانفجار. علاوة على ذلك، أدت موجة الانفجار إلى تحطيم زجاج المنازل الواقعة على بعد 70 كيلومترا من المصنع.
أدى انفجار في مصنع للمبيدات الحشرية في بوبال إلى إطلاق كميات كبيرة من إيزوسيانات الميثيل CH 3 –N=C=O، وهي مادة سامة ذات رائحة نفاذة وتفاعلية عالية، في البيئة. وأدى الحادث إلى مقتل 2352 شخصا، وتسمم 90 ألف شخص، وغادر نحو 150 ألف شخص المدينة في حالة من الذعر.
ولنذكر أيضًا المأساة التي وقعت في يوليو 1976 في إيطاليا. بسبب حادث وقع في مصنع للكيماويات في قرية سيفيسو، بالقرب من ميلانو، تم إطلاق الديوكسين في الغلاف الجوي

يعد هذا أحد أقوى السموم، وتأثيره أقوى من سم حمض الهيدروسيانيك والإستركنين والكورار. وتسمم مئات الأشخاص وانتهى بهم الأمر في المستشفيات. وأصبحت بشرتهم مغطاة بالأكزيما والقروح والحروق، وكانوا يعانون من القيء وتقلصات المعدة والاضطراب. احترقت جميع النباتات في محيط سيفيسو، بما في ذلك المحاصيل، كما لو كانت في حريق، وأصبحت الأرض نفسها خطرة على الناس والماشية لعقود من الزمن.
فيوفي الغالبية العظمى من الحوادث المذكورة أعلاه والتي وقعت في المختبرات أو المصانع الكيميائية، كانت المآسي مفاجأة للباحث أو التقني. ومع ذلك، في كثير من الأحيان، لعدم وجود كائنات حية أخرى غير تلك الخاصة به، ورغبة في دراسة خصائص مادة جديدة بسرعة، أجرى العالم تجربة على نفسه، وضحى بصحته، وأحيانًا بالحياة نفسها، من أجل فهم الحقيقة. . ولتبرير تصرفاتهم، زعم هؤلاء الكيميائيون أن العلم يتطلب التضحية، واستمروا في إجراء التجارب الخطيرة طالما أمكنهم العمل في المختبر.
دعونا نتذكر مرة أخرى K. Scheele، T. Lowitz، K. Klaus، الذي حدد طعم المواد الكيميائية. دعونا نتذكر G. Davy، D. Wodehouse، W. Cruikshank، الذين درسوا تأثير الغازات على أجسادهم. دعونا نتذكر المئات من الكيميائيين المشهورين وغير المعروفين الذين شاركوا في أبحاث مماثلة. فيما يلي بعض الأمثلة الإضافية من هذا المجال.
ذات مرة، عالم الطبيعة الفرنسي في القرن الثامن عشر. كان جان فرانسوا بيلاتر دي روزييه مهتمًا بالسؤال: ماذا يحدث إذا استنشقت الهيدروجين؟ وبعد أن لم يشعر بأي تأثير في البداية، قرر العالم التأكد من وصول الهيدروجين إلى الرئتين. وللقيام بذلك، استنشق الغاز مرة أخرى ثم أطلقه على نار الشمعة. كان هناك انفجار يصم الآذان. "اعتقدت أن كل أسناني سوف تتطاير مع الجذور" ، كتب العالم لاحقًا عن التجربة التي كادت أن تكلفه حياته.
في محاولة لإثبات سلامة الكربون المنشط للجسم، أجرى لوفيتز التجربة التالية. وقام بحرق 100 جرام من الأفيون، وهو عقار قوي، ثم تناول كل الفحم الناتج خلال النهار. بالنسبة لأولئك الذين لديهم شكوك، اقترح لوفيتز إجراء تجربة مماثلة مع أي سم نباتي آخر.
على عكس بيكريل، الذي أصيب بحروق عن طريق الخطأ نتيجة التعرض للراديوم على جلده، قام بي كوري (1859-1906) بتعريض يده طوعًا لهذه المادة. وبعد تعرضه للإشعاع لمدة 10 ساعات، تحول جلده في البداية إلى اللون الأحمر ثم أصيب بجرح استغرق أكثر من أربعة أشهر للشفاء، مع ندبة بيضاء استمرت لعدة سنوات.

شهد رامزي آثار حقن غاز الرادون المشع. وعلى الرغم من حقيقة أن مثل هذه الحقن، وفقًا لرامزي، علاج فعال ضد السرطان، إلا أنها كانت على ما يبدو سبب الوفاة المبكرة للعالم.
كما درس الكيميائي الفيزيائي الأمريكي ج. يوري (1893-1981) تأثير الماء الثقيل على نفسه، وهو مكتشف الديوتيريوم. وفي أحد الأيام، شرب كوبًا كاملاً من الماء الثقيل. ولحسن الحظ، مرت هذه التجربة المحفوفة بالمخاطر دون عواقب بالنسبة له.
كما يمكننا أن نرى من كل ما سبق، فإن الخطر أثناء التجارب وفقدان الصحة نتيجة للتجارب الكيميائية كان يعتبر في الماضي سمات إلزامية تقريبًا لعمل الكيميائي وكان، كما كان، مخططًا له مسبقًا. يتم التعبير عن هذه الفكرة بشكل مركز في كلمات الكيميائي الألماني العظيم ليبيج، الذي قال ذات مرة، أثناء إعطاء تعليمات للشاب كيكولا: "إذا كنت تريد أن تصبح كيميائيًا حقيقيًا، فيجب عليك التضحية بصحتك. وفي عصرنا هذا، من لم تدمر صحته أثناء دراسة الكيمياء، لن يحقق شيئًا في هذا العلم. ويترتب على ذلك أن ليبيج لم يهتم بالحفاظ على صحته فحسب، بل لم يفكر أيضًا في الحفاظ على صحة الأشخاص من حوله. والمثال التالي توضيحي بشكل خاص في هذا الصدد.
بعد أن تلقى حمض الفورميك اللامائي وأقنع نفسه على جلده بأن الحمض يسبب الحروق، بدأ ليبج بالتجول في المختبر، ومن أجل إظهار اكتشافه بوضوح، بدأ في حرق أيدي الطلاب. كان ليبيغ نفسه يعاني من فقاعة كبيرة على خده من رذاذ الحمض، لكنه لم ينتبه إليها. تلقى زميل ليبيج، عالم الفيزيولوجيا والكيمياء الحيوية الألماني الشهير ك. فوجت (1817-1895)، الجزء الأكبر من الحمض، الذي طبقه ليبيج على يده دون ظل من الإحراج. وكانت نتيجة هذه التجربة المتهورة ندبة بيضاء ظلت مع فوجت لبقية حياته.
لقد مرت مياه كثيرة تحت الجسر منذ ذلك الحين. في عصرنا، نظرة على مشاكل الحفاظ على الصحة أثناء دروس الكيمياء مقارنة بالقرنين الثامن عشر والتاسع عشر. لقد تغير بشكل كبير. قليل من الناس الآن قد يفكرون في تذوق مواد غير معروفة أو حرق أيديهم بالأحماض. لا أحد لديه الرغبة في تدمير صحته. على العكس من ذلك، يحاول الكيميائيون تهيئة الظروف في المختبر الحديث الذي يضمن سلامتهم قدر الإمكان.
لكن تجربة الكيميائيين في الماضي لم تمر دون أن يترك أثرا. لقد ضحوا بأنفسهم من أجل الحقيقة، واستخدموا تجربتهم الخاصة لتحذير الأجيال القادمة من العلماء من مخاطر العمل بهذه المادة أو تلك. وعلى هذا الأساس، تم تحسين تدابير الحماية ضد المواد السامة والمتفجرة والمشعة، وتم تطوير معدات المختبرات، وتم تطوير طرق أكثر أمانًا للتوليف والتحليل.
في الوقت الحاضر، على الرغم من السمية العالية وخطر العديد من المواد، أثبت الكيميائيون أن العمل معهم يمكن أن يكون غير ضار على الإطلاق. في هذا يتم مساعدتهم من خلال الاحتياطات المدروسة: الجر القوي، والمواد الواقية (النظارات، والقفازات، والمآزر، وأقنعة الغاز، والشاشات)، واستخدام المتلاعبين ومعدات الحماية الأخرى. كل هذا معًا يسمح لنا بتجنب الآثار الضارة للمواد السامة على كائنات الكيميائيين وبالتالي تهيئة الظروف لهم ليعيشوا حياة طويلة ومثمرة.

طلب

طاولة

الحوادث التي تنطوي على الكيميائيين البحوث

مراجع

مانولوف ك.الكيميائيون العظماء. ت.1-2. م: مير، 1985؛
Volkov D.N.، Vonsky E.V.، Kuznetsova G.I.الكيميائيين المتميزين في العالم. م: المدرسة العليا، 1991؛ ستيبين بي دي، أليكبروفا إل يو. كتاب الكيمياء للقراءة المنزلية. م: الخيمياء، 1994؛
كليوتشيفيتش أ.س.كارل كارلوفيتش كلاوس. قازان: دار النشر بجامعة قازان، 1972؛
فيجوروفسكي ن.أ.، أوشاكوفا ن.ن.. توفي إيجوروفيتش لوفيتز. م: ناوكا، 1988؛
موغيليفسكي ب.العيش في خطر! قصة الكيميائي العظيم همفري ديفي. م: أدب الأطفال، 1970؛
كوري إي.ماري كوري. م: أتوميزدات، 1973؛
كراسنوجوروف ف.جوستوس ليبيج. م: زناني، 1980؛
تريفونوف د.ن.، تريفونوف ف.د.كيف تم اكتشاف العناصر الكيميائية. م: التربية، 1980؛ سولوفيتشيك إس.الإهمال الذي كلف الأرواح. الكيمياء والحياة، 1966، العدد 6، ص. 29؛
ديميدوف ف."العسل المر" - التهاب الميلينيات. الكيمياء والحياة، 1974، العدد 8، ص. 61؛
كولشينسكي أ.ج.دروس من مرض السل. الكيمياء والحياة، 1990، العدد 2، ص. 79؛
زيابلوف ف.أسطورتان عن توبياس لويتز. الكيمياء والحياة، 1977، العدد 4، ص. 79.

أهمية الدراسة: الماء هو أحد أقدم المواد على هذا الكوكب. وقد حاول العديد من العلماء كشف بعض خصائصه في الماضي، وهم يفككونه الآن وفي المستقبل القريب. لأن الماء هو المادة الأكثر غموضا. أهمية الدراسة: الماء هو أحد أقدم المواد على هذا الكوكب. وقد حاول العديد من العلماء كشف بعض خصائصه في الماضي، وهم يفككونه الآن وفي المستقبل القريب. لأن الماء هو المادة الأكثر غموضا. الغرض من النشاط البحثي: دراسة خواص الماء من منظور الكيمياء والفيزياء. الغرض من النشاط البحثي: دراسة خواص الماء من منظور الكيمياء والفيزياء.

الأهداف: 1. دراسة الماء كمادة. 2. النظر في تاريخ دراسة المياه. 3. النظر في خصائصه الكيميائية والفيزيائية. 4. دراسة الدراسات المختلفة من قبل العلماء. 5. قم بتوسيع آفاقك؛ الأهداف: 1. دراسة الماء كمادة. 2. النظر في تاريخ دراسة المياه. 3. النظر في خصائصه الكيميائية والفيزيائية. 4. دراسة الدراسات المختلفة من قبل العلماء. 5. قم بتوسيع آفاقك؛ المشكلة: يعتقد الكثير من الناس أن المياه قد تمت دراستها بالفعل. وأنا بدوري أريد أن أثبت أن الأمر ليس كذلك.

وفقًا لخصائص المنشأ أو التركيب أو التطبيق، فإنها تميز، من بين أمور أخرى: الماء العذب والماء العسر وفقًا لمحتوى كاتيونات الكالسيوم والمغنيسيوم وفقًا لنظائر الجزيء: الماء الخفيف (مماثل تقريبًا في تركيبه للماء العادي). ) الماء الثقيل (الديوتيريوم) الماء الثقيل للغاية (التريتيوم) المياه العذبة مياه الأمطار مياه البحر مياه الشرب ماء الصنبور الماء المقطر والماء منزوع الأيونات، إلخ.

لقد اعتاد الكثير من الناس على الاعتقاد بأن السوائل، بما في ذلك الماء، ليس لها شكل. ولكن هذا ليس صحيحا. شكلها الطبيعي هو الكرة. عادة، تمنع الجاذبية السائل من أخذ هذا الشكل، والسائل إما ينتشر في طبقة رقيقة فوق السطح إذا تم سكبه بدون وعاء، أو يأخذ شكل الوعاء إذا تم صبه فيه. كونه داخل سائل آخر بنفس الكثافة، فإن السائل، وفقًا لقانون أرخميدس، "يفقد" وزنه: يبدو أنه لا يزن شيئًا، ولا تؤثر الجاذبية عليه - ومن ثم يأخذ السائل شكله الطبيعي الكروي.

كما أن مظاهر الطبقة السطحية للسائل في الطبيعة والتكنولوجيا متنوعة بشكل مدهش. فهو يجمع الماء في قطرات، وبفضله يمكننا إجبار فقاعة الصابون والكتابة بالقلم. يلعب التوتر السطحي دورًا مهمًا في فسيولوجيا الجسم. كما أنها تستخدم في تكنولوجيا الفضاء. لماذا يتصرف سطح السائل مثل طبقة مرنة مشدودة؟

لقد اكتشفت أن الماء له شكل كرة. ولذلك قررت أن ألقي نظرة فاحصة على شكل القطرة. على سبيل المثال، قطرة السائل لا تكون أبدًا كرة على الإطلاق، على الرغم من أن مساحة سطح الكرة أصغر من جميع الأشكال لحجم معين. عندما تستقر القطرة على سطح أفقي ثابت، فإنها تصبح مسطحة. القطرة التي تسقط في الهواء لها أيضًا شكل معقد. وفقط قطرة من انعدام الوزن تأخذ شكلًا كرويًا مثاليًا. كما أنني طبقت طريقتي الأفلاطونية، التي استخدمتها لدراسة شكل السائل، لدراسة الظواهر المختلفة. على سبيل المثال، درس عملية تكوين وفصل قطرة من السائل في نهاية الأنبوب. عادةً، بغض النظر عن مدى بطء الناس في تكبير القطرة، فإنها تخرج من الأنبوب بسرعة كبيرة بحيث لا تتمكن العين من متابعة تفاصيل هذه العملية.

خاصية أخرى مذهلة هي أنه باستخدام نفث الماء يمكنك تضخيم الأصوات المختلفة بنجاح. هذا الجهاز غير العادي صنعه الأمريكي ألكسندر بيل، المعروف بأنه أحد مخترعي الهاتف. بادئ ذي بدء، سوف أتعرف على خصائص "مكبر الصوت" - طائرة مائية. إذا قمت بحفر ثقب دائري صغير في قاع وعاء به ماء، فستلاحظ أن التيار المتدفق منه يتكون من جزأين لهما خصائص مختلفة. الجزء العلوي من الجدول شفاف وغير متحرك لدرجة أنه يبدو وكأنه زجاج.

وكلما ابتعد عن المصدر، أصبح أرق، وعند نقطة الانكماش الأكبر يبدأ الجزء السفلي، متغير الشكل وغير شفاف. للوهلة الأولى، يبدو هذا الجزء من الدفق، مثل الجزء العلوي، مستمرا. ومع ذلك، في بعض الأحيان يمكنك تمرير إصبعك بسرعة من خلاله دون أن يبتل. توصل بيل إلى هذا الاستنتاج بفضل عمل اثنين من العلماء.

توصل بيل إلى هذا الاستنتاج بفضل عمل اثنين من العلماء. كان أحدهم هو الفيزيائي الفرنسي فيليكس سافارد، الذي أجرى دراسة مفصلة لخصائص نفاثة الماء وتوصل إلى استنتاج مفاده أنه عند أضيق نقطة، يتوقف نفاثة الماء عن الاستمرار وينقسم إلى قطرات منفصلة. والثاني هو الفيزيائي الإنجليزي جون تيندال، الذي كرر تجربة سافارت في مختبره. تمكن من إنشاء طائرة يصل طول الجزء الشفاف منها إلى حوالي 90 قدمًا (27.4 مترًا). تحت تأثير صوت أنبوب الأرغن ذو النقاء المناسب والقوة المعتدلة، تحول هذا الوريد الشفاف إلى غائم، وتكسر إلى عدد كبير من قطرات الماء.

لقد ألقيت نظرة فاحصة على جهاز بيل. وهو عبارة عن أنبوب معدني به أنبوب ملحوم، ولكن متصل به قمع. يتم تثبيت الطرف السفلي من هذا الأنبوب على حامل، ويتم تغطية الطرف العلوي بقطعة من الغشاء المطاطي المرن، مثبتة على الأنبوب بخيط. تعلمت من تجارب تيندال أنه عندما يدخل تيار من الماء إلى بركة، فإن الجزء السفلي منه، الذي ينقسم إلى قطرات، يصدر ضوضاء. إذا دخل الجزء العلوي الصلب من التيار إلى الماء، فإنه يتدفق إلى البركة بصمت. يمكن إجراء تجربة مماثلة باستخدام قطعة من الورق المقوى. فإذا رفعت ورقة من الورق المقوى يسقط عليها مجرى الماء إلى مصدرها، فإن أصوات القطرات ستسمع أضعف وأضعف، وعندما تصل إلى نقطة الانهيار، لن تسمع على الإطلاق.

يلعب الغشاء الموجود في ميكروفون Bell دور نفس الورقة من الورق المقوى. ومع ذلك، بفضل الرنان، وهو الأنبوب، والبوق، يتم سماع كل ضربة هادئة بشكل أفضل بكثير. وبالتالي، فإن القطرات المتساقطة على الغشاء المطاطي تعطي الغرفة انطباعًا بوجود ضربات ضعيفة لمطرقة على السندان. ولكن إذا قمت بتطبيق جذع الشوكة الرنانة الاهتزازية، فسوف يتفكك التيار على الفور إلى قطرات، والتي، عند اصطدامها بالغشاء، سوف "تغني" كثيرًا لدرجة أنك تريد سد أذنيك. وبطبيعة الحال، لم يستخدم بيل هذا في اختراعه.

قررت أن أتعرف على ما أجراه العلماء من دراسات أخرى حول الماء، ووجدت أن العلماء متفقون على أن الماء من أصعب المواد التي يمكن دراستها، إذ أولا وقبل كل شيء، يحتوي الماء دائما على شوائب، كما أن له طبيعة تعاونية. تفاعل جزيئاته. لقد قمت بمراجعة الدراسات التي أجراها Whiting، G. Stewart، S.W. زينينا

الخلاصة: لقد أجريت أنواعًا مختلفة من التجارب. وهكذا تعلمت الكثير من الأشياء الجديدة. على سبيل المثال، أن أي سائل، بما في ذلك الماء، له شكل كروي، فقد استخدم ألكسندر بيل الماء كميكروفون مائي وأكثر من ذلك بكثير. لكن لا يزال الماء لغزا بالنسبة لي، لأنه لم يتم دراسته بشكل كامل بعد. أو ربما لا ينبغي دراستها بشكل كامل، وربما خلقتها الطبيعة، والمياه لا تريد أن تحل؟ لا أحد يعرف الإجابة على هذا السؤال.

) أجرى دراسة حول استخدام مركبات النيتروجين والأكسجين عالية الطاقة في التخليق العضوي. يمكن استخدام الطاقة الموجودة في هذه المركبات غير المستقرة لبناء روابط كيميائية جديدة أكثر استقرارًا. باستخدام هذا النهج، كان من الممكن الحصول على مواد نشطة بيولوجيا تحتوي على النيتروجين، بما في ذلك الأدوية. البحوث المدعومة منحةمؤسسة العلوم الروسية (RSF). كانت المقالة مؤخرًا نشرتفي المجلة الألمانية Synthesis.

لقد درس العلماء خصائص النترونات. وبالإضافة إلى السلسلة الهيدروكربونية، تحتوي هذه المركبات العضوية على مجموعة كيميائية غير مستقرة تتكون من ذرتي أكسجين وذرة نيتروجين واحدة. عند تسخينها، تتحلل هذه المجموعة غير المستقرة، وتطلق كمية كبيرة من الطاقة، لذلك تعتبر هذه المركبات عادة عالية الطاقة (متفجرة).

"في بحثنا، نستخدم الطاقة العالية الموجودة في مركبات النيتروجين والأكسجين غير المستقرة، ليس لغرض التدمير، ولكن للإنشاء على المستوى الجزيئي. "باستخدام العمليات الكيميائية الخاضعة للرقابة، من الممكن تحقيق تدمير (تدمير) جزء النيتروجين والأكسجين بطريقة تستخدم الطاقة المنطلقة لبناء روابط كيميائية مستقرة جديدة في الجزيئات"، يوضح أحد مؤلفي الدراسة، المرشح. دكتوراه في العلوم الكيميائية، باحث أول في معهد الكيمياء العضوية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم.

تخضع الهيدروكربونات لعدد قليل من التفاعلات، أي أنها خاملة نسبيًا كيميائيًا. في السلسلة الهيدروكربونية، من الصعب استبدال إحدى ذرات الكربون بذرة أخرى (على سبيل المثال، الأكسجين أو النيتروجين) أو "تجميع" عدة جزيئات صغيرة في بنية معقدة. إذا قمت "بتنشيط" الجزيئات باستخدام مجموعة نيترو، والحصول على النيترونات، فيمكن إكمال هذه المهام بسهولة.

تكون معظم النترونات غير مستقرة عند درجات الحرارة المرتفعة فقط، لذا فإن العمل بها في درجة حرارة الغرفة يعد آمنًا إلى حد ما. وتشمل الطرق المستخدمة في الدراسة استخدام أحماض لويس ومركبات المعادن الانتقالية في التفاعلات. تُستخدم أحماض لويس على نطاق واسع كمحفزات - وهي مواد تعمل على تسريع التفاعلات الكيميائية عدة مرات. في هذه الدراسة، تم استخدام أحماض لويس لتنشيط المركبات عند درجة حرارة الغرفة أو أقل منها. تختلف المحفزات والظروف التجريبية اعتمادًا على التفاعل المحدد والمنتج المستهدف.

من المهم أنه بسبب استخدام النترونات كوسيط رئيسي، يمكن الحصول على أيزومر بصري واحد فقط (أو أيزومر مجسم) للمركب المركب. تحتوي العديد من الجزيئات العضوية المعقدة على أيزومرات مجسمة - وهي جزيئات متطابقة في التركيب الكيميائي والبنية، ولكنها تختلف عن بعضها البعض في ترتيب مجموعات الذرات. إذا كان الجزيء يحتوي على ذرة كربون واحدة ترتبط بها أربعة بدائل مختلفة، فيمكن أن يحتوي هذا الجزيء على متصاوغين بصريين، وهما شكلان يمثلان صورتين متطابقتين لبعضهما البعض، مثل القفاز الأيسر والأيمن.

عادة، تكون الأيزومرات الضوئية هي نفسها عمليا في الخواص الفيزيائية والكيميائية، ولكن النشاط البيولوجي يعتمد إلى حد كبير على الأيزومر الذي يدخل الجسم. على سبيل المثال، نحن قادرون على تذوق الفرق بين بديل السكر الحلو الأسبارتام وأيزومره الفراغي المر، على الرغم من أنهما يختلفان فقط في الاتجاه الذي يتم توجيه أجزاء الجزيء إليه. تدرك الخلايا جميع المواد التي تدخل الجسم باستخدام المستقبلات. وهي عبارة عن جزيئات بروتينية كبيرة عادة توجد في الجزء الخارجي من غشاء الخلية. لكي تستجيب الخلية لوجود مادة ما، يجب أن ترتبط ببروتينات المستقبلات، والتي بدورها هي أيضًا جزيئات غير متماثلة. إن الأيزومر البصري "الخاطئ" لا يتناسب مع بروتين المستقبل لنفس السبب الذي يجعل القفاز الأيسر لا يناسب اليد اليمنى. وهذا مهم جدا في إنتاج الأدوية.

في التركيب الكيميائي التقليدي، غالبا ما يتم الحصول على كلا الشكلين بكميات متساوية. للحصول على أيزومر بصري واحد فقط، من الضروري استخدام طرق التحفيز غير المتماثل. وهذا هو المكان الذي تجد فيه أنظمة النيتروجين والأكسجين التطبيق. التفاعلات مع النترونات باستخدام محفزات معينة تجعل من الممكن الحصول على مركبات نشطة بيولوجيا بشكل مجسم، أي في شكل أيزومر بصري واحد ضروري للجسم.

لقد أتاح استخدام النترونات بالفعل الحصول على مواد بيولوجية جديدة تحتوي على النيتروجين، وكذلك جعل عملية إنشاء مركبات معروفة بالفعل أكثر كفاءة. على سبيل المثال، قام العلماء بتصنيع مثبطات فوسفودايستراز-4 الجديدة. وتعتبر هذه المواد دواءً واعداً لعلاج مرض الانسداد الرئوي المزمن - وهو تقييد تدفق الهواء في الجهاز التنفسي بسبب التهاب أنسجة الرئة. إن استخدام النترونات يجعل من الممكن تقليل عدد المراحل في إنتاج المواد الصيدلانية، مثل باكلوفين وفينيبوت، والتي تستخدم بالفعل كأدوية. هناك أيضًا بحث عن بدائل أكثر فعالية للمواد النشطة بيولوجيًا المعروفة بالفعل.

يعمل مجموعة من العلماء من معهد الكيمياء العضوية RAS على عدة مهام. أولا، هذا توسيع نطاق التحولات ولوحة المنتجات الناتجة. يحاول العلماء استخدام تلك التفاعلات التي تم اكتشافها بالفعل لتخليق المركبات المهمة عمليًا ونظائرها. ثانيا، تتم دراسة السمات الأساسية لسلوك النترونات، والتي بفضلها يمكن إنشاء طرق جديدة للتوليف العضوي.

ويختتم أليكسي سوخوروكوف قائلاً: "نأمل أن تأخذ المنهجية التي نعمل على تطويرها في المستقبل مكانها الصحيح في التركيب العضوي التطبيقي".