Глава 1. Химические элементы

Элемент. Латинское слово elementum использовалось еще античными авторами (Цицерон, Овидий, Гораций); это слово означает «первичная материя, стихия, первоначало». Римские авторы употребляли также термин principium в смысле «составная часть, начало», что также близко понятию элемента. Изданная в 1726 году на латыни работа Ньютона «Начала математики» называлась Philosophiae naturalis principia mathematica («Математические начала натуральной философии»). Древнеримский философ Лукреций в своей поэме «О природе вещей» часто употреблял термин principium, в переводе – «начало, первоначало»). В этом смысле он очень близок современному «химическому» понятию элемента:

В древности было распространено изречение «Как слова состоят из букв, так и тела – из элементов». Отсюда – одно из возможных происхождений этого слова: по названию ряда латинских букв l, m, n, затем t и окончание um (el – em – en – tum).

Атом. Все в мире состоит из мельчайших не видимых глазом частиц, которые могут соединяться и разъединяться, порождая все тела во вселенной. Как из двенадцати нот хроматической гаммы можно создать бесконечное разнообразие музыкальных произведений или из трех основных цветов – множество других цветов и оттенков, так из первоначал-элементов создается весь видимый мир. Именно так представлял себе устройство мира Демокрит (ок. 460–371 до н. э.). Большое влияние на Демокрита оказал его учитель, философ Левкипп (ок. 500–440 до н. э.). Именно Левкипп впервые ввел в философию понятие атома. Термин произведен от греческого слова atomos – «неделимый». Оно составлено из отрицательной приставки а и греч. tome – «разрезание, (рас)сечение». Этот корень встречается довольно часто. Например, диатомит – горная порода, состоящая из останков двустворчатых панцирей диатомей; микротом – прибор для получения тонких срезов тканей животных и растений для микроскопического исследования; томография – послойное исследование объекта различными методами (рентгеновским, ультразвуковым и др.); анатомия (букв. «рассечение»); дихотомия – деление целого на две части; трахеотомия, остеотомия, а также знакомая многим тонзиллотомия и другие «томии» – хирургические операции, связанные с рассечением или удалением соответствующей ткани или органа.

Интересно, что уже в первой половине XIX века выдающийся немецкий химик Юстус Либих (1803–1873) высказывал мысли о возможной делимости атомов: «Понятие, составленное химиками об атомах, сходно с их понятием об элементах. Известные нам 61 простое тело представляют элементы только относительно тех сил и средств, которые находятся у нас в распоряжении для разделения их на тела еще более простые. Сделать это мы не можем, или теперь еще не можем, и сообразно началам естествоиспытания будем до тех пор называть их телами простыми, пока опыт не убедит нас в противном… Не оспаривая делимости материи до бесконечности, химик подтверждает только твердое основание и начала своей науки, если принимает существование физических атомов за совершенно неоспоримую истину». Нужные для деления атомов «силы и средства» нашлись только в ХХ веке.

В таблице Менделеева, принятой у нас, приводятся русские названия элементов. У подавляющего числа элементов они по написанию и фонетически во многом совпадают с латинскими названиями: аргон – argon, барий – barium, кадмий – cadmium и т. д. Похоже называются многие элементы и в большинстве западноевропейских языков: лат. borum – англ. boron, нем. Bor, фр. bore и т. п. Иногда названия элементов в разных языках отличаются сильнее, хотя в них и остается сходство, например, англ. sulphur (амер. sulfur), фр. soufre и нем. Schwefel; англ. chlorine, нем. Chlor и фр. chlore; англ. copper, нем. Kupfer и фр. cuivre и т. п. У некоторых же элементов названия в основных европейских языках совершенно различны: например, русск. углерод, англ. carbon и нем. Kohlenstoff; русск. золото, англ. gold и фр. or; русск. железо, англ. iron, нем. Eisen и фр. fer; русск. ртуть, англ. mercury и нем. Quecksilber; русск. калий и англ. и фр. potassium; русск. натрий и англ. и фр. sodium; русск. азот, англ. nitrogen и нем. Stickstoff; русск. свинец, англ. lead, нем. Blei и фр. plomb; русск. олово, англ. tin, нем. Zinn и фр. étain.

И вот что еще интересно. В английском языке названия десяти элементов никак не связаны с символами этих элементов в таблице Менделеева. Вот эти элементы: серебро (символ Ag, английское название silver), золото (Аu, gold), железо (Fe, iron), ртуть (Hg, mercury), калий (K, potassium), натрий (Na, sodium), свинец (Pb, lead), сурьма (Sb, antimony), олово (Sn, tin), вольфрам (W, tungsten). Столько же «расхождений» и в немецком языке (хотя список не совпадает полностью с английским): серебро (Ag, Silber), золото (Au, Gold), углерод (C, Kohlenstoff), железо (Fe, Eisen), водород (H, Wasserstoff), ртуть (Hg, Quecksilber), азот (N, Stickstoff), кислород (O, Sauerstoff), свинец (Pb, Blei), цинк (Sn, Zinn).

В русском языке в названиях тринадцати элементов первые буквы (если заменить русские буквы эквивалентными им латинскими) не совпадают с их символами. Это серебро (Аg), мышьяк (Аs), золото (Аu), углерод (С), медь (Сu), железо (Fе), водород (H), ртуть (Нg), азот (N), кислород (O), свинец (Рb), кремний (Si) и олово (Sn). (В случае серы S и сурьмы Sb совпадение символа с первой буквой русского названия чисто случайное.) Видно, что в русском и английском списках на удивление много совпадений: Ag, Au, Fe, Hg, Pb, Sn. Поэтому во многих странах школьники, начинающие изучать химию, делают ошибки в символах одних и тех же самых распространенных элементов. Если бы химию изучали студенты средневековых университетов, знающие латынь, они бы таких ошибок не делали! Французский язык намного ближе к латинскому, чем английский и немецкий. Поэтому во французском символы химических элементов и их названия почти всегда совпадают. В том числе и в большинстве приведенных выше примеров: Ag – argent, C – carbone, Fe – fer, H – hydrogène, N – azote, O – oxygène, Pb – plomb… Исключение составляют только ртуть (Hg, mercure), натрий (Na, sodium) и олово (Sn – étain).

Все это не случайно. Наибольшие отличия в названиях на разных языках у тех элементов (либо у их самых распространенных соединений), с которыми человек познакомился в древности или в начале Средних веков. У этих элементов сложились бытовые названия – в каждом языке свое. Это прежде всего семь металлов древних, что отразили в стихах схолары – члены средневековых университетских корпораций:

Эти семь металлов ассоциировались у древних с Солнцем, Луной и известными им планетами Солнечной системы, а также с античными богами. Считалось, что каждое небесное тело «управляет» своим металлом. Поэтому алхимические символы этих металлов соответствуют также символам небесных тел:

Не все знают, что названия дней недели в ряде западноевропейских языков, в частности в английском, также связаны с именами древних богов или светил:

Элементы же, открытые за последние два с лишним столетия, получили свои названия по другим принципам, о чем будет более подробно рассказано ниже. Поэтому их названия во всех языках почти всегда звучат одинаково. Вот типичный пример. В химических статьях на японском языке название элемента бериллия записывается азбукой (катаканой): ベリリウム (читается «беририуму» – японцы не произносят звук «л»). А название железа – старинным китайским иероглифом 鉄 (читается «тэцу»). Конечно, это связано с тем, что бериллий был открыт уже в Новое время (в 1797 году), а в японский язык это слово пришло еще позже. Железо же было известно японцам испокон веков, поэтому его название возникло в глубокой древности. Интересно, что в японском химическом тексте название одного и того же вещества может быть записано по-разному: например, в самой статье автор может написать «четыреххлористый титан» (TiCl₄) катаканой, а в названии этой статьи наряду со словом «титан» использовать иероглифы «четыре» и «соляной элемент» (то есть хлор).

Начнем с происхождения названий самых «древних» элементов.

Золото. Вероятно, это первый металл, с которым познакомился человек: золото встречается в природе почти всегда в виде самородков. Самый большой из них (так называемая плита Холтермана) был найден в 1872 году в Австралии. Это была кварцевая глыба весом 235 кг, в которую было вкраплено 83,2 кг чистого золота.

Название этого металла сходно во многих европейских языках: англ. gold, нем. Gold, нидерл. goud, дат. и швед. guld, норв. gull. Эти названия происходят от древнего индоевропейского корня, означавшего желтый цвет. Отсюда же названия этого цвета и в русском, и в ряде других языков: англ. yellow, итал. giallo, исп. gualdo, нем. gelb, а существительное Gelb по-немецки – «желтый краситель». Примеры можно продолжить. Так, до введения евро монеты в Нидерландах назывались гульденами; в староанглийском gyldan – «покрывать тонким слоем золота» и т. д.

Этот древний корень можно найти в названии польской монеты злотый, русской меры веса золотник, очень редкой первой древнерусской золотой монеты златник Владимира (она чеканилась в Киеве в конце Х – начале XI века вскоре после крещения Руси князем Владимиром).

Латинское название золота aurum (как и фр. or, итал. и исп. oro) тоже связано с его цветом; это название имеет тот же корень, что и в имени богини утренней зари Авроры (Aurora). Поэтический перенос значения цвета нередок в разных языках (ср. «красный» в русском). Кстати, до сих пор в английском языке сохранился древнегерманский архаизм для золота: red.

По-гречески «золото» – chrysos. Отсюда минерал желтого цвета хризоберилл, цветок хризантема (греч. anthemon – «цветок»).

Серебро. Этот металл также встречается в самородном виде, хотя и реже, чем золото. Самый крупный в мире самородок серебра был обнаружен в средневековой Германии, в Саксонии, на руднике Шнееберг. Масса огромной глыбы драгоценного металла достигала 40 тонн.

По-гречески «серебро» – argyros, от argos – «белый, блистающий, сверкающий» (индоевропейский корень arg означает «пылать, быть светлым»). Отсюда – лат. argentum, фр. argent, итал. argento. А также аргентометрия (аналитический метод в химии), ряд минералов серебра (аргентопирит, аргентоярозит и др.). Интересно, что единственная страна, названная по химическому элементу (а не наоборот – как элементы германий, франций и др.), – это Аргентина. Русское название металла – «серебро» (как и англ. silver, нем. Silber, нидерл. zilver) – восходит к древнегерманскому silubr, происхождение которого неясно. Возможно, оно пришло из Малой Азии, от ассирийского слова, означающего белый металл, серебро. Или из Древней Индии, где слово sarpa означало луну. У алхимиков символ серебра – полумесяц.

Медь. Этот металл также известен с глубокой древности. Медь, так же как золото и серебро, встречается в природе в самородном виде. Самый большой самородок меди, массой 420 тонн, был найден в середине XIX века в Северной Америке. Выплавлять медь из руд люди научились еще в VII–VI тысячелетии до новой эры. Из меди делали орудия труда, оружие, предметы обихода и украшения. В эпопее «Илиада» слова «медь» и «медный» встречаются более трехсот раз!

Бог-кузнец Гефест выковывает оружие для Ахилла в своей медной кузнице… На самом деле доспехи были не медными (чистая медь слишком мягкий металл), а бронзовыми: бронза значительно тверже. Этот сплав меди с оловом дал название бронзовому веку.

Похож цветом на золото сплав меди с цинком – латунь. Это слово пришло в русский язык из старых немецких диалектов (Lattun, Lattung); в ст.-фр. «латунь» – laton. Возможный источник – итал. latta – «жесть», lattone – «жестянка». К латам латунь не имеет отношения, хотя латы вполне можно изготовить из прочной латуни.

Русское слово «медь» того же происхождения, что и укр. мідь, белор. медзь, польск. miedź, чеш. měď, словац. meď, болг. мед. Вероятно, эти слова происходят от древненемецкого smîda – «металл». От него пошли многочисленные немецкие, английские, нидерландские, шведские и датские кузнецы: «кузнец» в этих языках соответственно Schmied, smith, smid, smed. Кстати, фамилия Кузнецов (в переводе на разные языки) – одна из самых распространенных в мире, если учитывать такие фамилии, как Ковалев, Ковальчук, Коваль, Коваленко, Ковалевский и т. д., Шмидт, Смит, Ферран (фр.), Эрреро (исп.), shǐ mì sī (кит.) и многие другие. Существует и другая, но менее вероятная, гипотеза происхождения слова «медь»: от греч. metallon – «рудник, копь». Подтверждает эту версию латинское название меди aes, которое означало также руду.

Латинское название элемента Cuprum (от него произошли и другие европейские названия) связано с островом Кипр, где уже в III веке до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди. По-гречески Кипр – Kypros; это название связано с греч. kyparissos – «кипарис». Римляне называли медь aes Cyprium – «металл с Кипра». В поздней латыни cyprium перешло в cuprum. И сейчас по-румынски «медь» – cupru, а на валлийском – copr (видимо, заимствованное слово). От лат. cuprum произошли также англ. copper, нем. Kupfer, нидерл. koper, дат. и норв. kobber, швед. koppar, фин. kupari, исл. kopar, ирл. copar, фр. cuivre, исп. и порт. cobre, каталан. coure и баск. kobrea. Иначе звучит название этого металла в других европейских языках: алб. bakër, хорв. bakar, макед. и серб. бакар, словен. baker, эст. vask, латыш. varš, лит. varis, венг. réz, итал. rame, мальт. ram… Разные названия одного металла только в европейских странах подтверждают «древность» меди. По-гречески «медь» – chalkos. Отсюда название минерала халькопирита (медного колчедана) CuFeS₂.

Железо. Происхождение этого слова доподлинно неизвестно; по одной из версий оно родственно слову «лезвие». Оно звучит похоже во многих славянских и балтийских языках: укр. залiзо, белорус. жалеза, болг. желязо, польск. żelazo, лит. geležìs и др. Европейские iron (англ.), Eisen (нем.), нидерл. ijzer (читается «эйзер») происходят от санскритского «ишира» – «крепкий, сильный». Латинское слово ferrum означает не только железо, но также твердость и оружие; от него произошли названия железа в ряде европейских языков: фр. fer, итал. ferro, исп. hierro, а также научные термины: ферриты, ферраты, ферросилиций, ферромагнетизм, ферроцен и др.

Название природного карбоната железа (сидерита) происходит от лат. sidereus – «звездный» (слово греческого происхождения). Действительно, железо, с которым впервые познакомился человек, было метеоритного происхождения. Интересно, что этот же корень присутствует в названии железосодержащего пигмента трихосидерина (первый корень от греч. trichoma – «мех, пушнина»), который окрашивает волосы в рыжий цвет, не исчезающий при попытке их обесцветить пероксидом водорода.

Высокотемпературная гранецентрированная кубическая модификация железа (а также твердый раствор внедрения углерода в γ-фазу железа) называется аустенитом, по имени английского металлурга Уильяма Чандлера Робертс-Остина (Roberts-Austen, 1843–1902).

Сера. Происхождение латинского sulfur неизвестно. То же можно сказать и о русском названии элемента. Во всяком случае, оно не родственно слову «серый». Интересно было бы проследить, нет ли родства у слова «сера» с др.-евр. seraphim – множественным числом от seraph (точнее, sarap), что буквально означает «сгорающий», а ведь сера хорошо горит. Но скорее всего, это просто красивое совпадение (такие совпадения нередки в разных языках). В древнерусском сѣра – вообще горючее вещество, в том числе и жир.

Сера тоже «древний» элемент, поскольку она встречается в природе в чистом виде, причем часто в больших количествах, особенно вблизи вулканов.

При горении сера выделяет сернистый газ SO₂ с очень резким запахом. Более известно соединение серы с водородом, сероводород H₂S, имеющий запах тухлых яиц. Забавно, что этого не знал А. С. Пушкин (в Царскосельском лицее химию не преподавали), написав в стихотворении 1832 года о путешествии с Вергилием по аду (подражание «Божественной комедии» Данте):

«Карантинные стражи» во время эпидемии холеры в 1830 году окуривали ехавшие в Москву подводы горящей серой. Считалось, что это убивает «холерную заразу».

Свинец. Свинец относится к семи металлам, известным в древности. Его знали древние египтяне и, вероятно, израильтяне. Изредка свинец встречается в самородном виде.

Греки называли его molybdos (см. Молибден). Происхождение слова «свинец» неясно – во всяком случае, ничего общего со свиньей. «Наш» свинец есть в украинском (свинець) и словенском языках (svínec), а также в языках балтийской группы: лит. švìnas, латыш. svins. Самое удивительное здесь то, что в большинстве славянских языков (болгарском, сербскохорватском, чешском, польском) свинец называется… оловом! У некоторых горе-переводчиков это приводило к забавным недоразумениям, например к «оловянным аккумуляторам». Такие «ложные друзья переводчика» – не редкость. Так, в польском uroda – означает вовсе не уродство, а как раз наоборот – красоту; pozorný по-чешски – «внимательный», а по-польски – «внешний»; в английском ammonia – не «аммоний», а «аммиак», film – не только «фильм», но и «тонкий слой», agitation – не только «агитация», но и «волнение, тревога», а также «перемешивание», speculation – отнюдь не только «спекуляция», но также «размышление, обдумывание», hydrocarbon – не «гидрокарбонат», а «углеводород» и т. д.

Английское название свинца lead и нидерландское lood, возможно, связаны с нашим «лудить», хотя лудят опять же не ядовитым свинцом, а оловом. По-немецки Lot – «припой», а также «грузило» (отсюда и название корабельного прибора для измерения глубины). Это же слово в России до введения метрической системы означало меру веса (12,8 г): свинец тяжелый. Свинец не только тяжелый, но и мягкий, оставляющий серый след на бумаге (недаром по-немецки «карандаш» – Bleistift, дословно – «свинцовый стержень»).

Латинское название свинца plumbum (тоже неясного происхождения) дало англ. plumber – «водопроводчик» (когда-то стыки в трубах зачеканивали мягким свинцом). А вот мороженое здесь ни при чем: «пломбир» произошел от названия французского курортного городка Пломбьер.

В Средние века термин plumbum относили вообще к мягким металлам, делая различия по их цвету: plumbum candidum или plumbum album («белый свинец») – олово, plumbum nigrum («черный свинец») – свинец, plumbum cinereum («пепельный свинец», «свинцовая зола») – висмут. А словом plumbago могли называть графит (от греч. grapho – «пишу»), оставляющий, как и свинец, черные следы.

Желтый оксид свинца PbO издавна использовали в качестве желтого пигмента под названием массикот. Оно происходит от итал. marzacotta – «гончарная глазурь» (слово арабского происхождения).

Олово. В Древнем Риме олово называли «белым свинцом» (plumbum album), в отличие от plumbum nigrum – черного, или обыкновенного, свинца. Возможно, «олово» – от греч. alphos (ἄλφός); у создателя словаря греческого языка и его диалектов Исихия (Гесихия) Александрийского (V век) это слово означает «белый», хотя он пишет его иначе: alophous (ἄλωφούς). По-видимому, от этого слова и произошло «олово», что указывало на цвет металла. В русский язык это слово попало в XI веке и означало как олово, так и свинец (в древности эти металлы плохо различали).

Древнегреческое название олова (kassiteros) дало также название минералу касситериту (оловянному камню SnO₂) и… древнему названию Британских островов – Касситериды: там добывали олово, которое привозили финикийцы.

Латинское название олова stannum (отсюда и названия солей оловянных кислот – станнаты, а также органических производных олова – станнанов) – искаженное при переписывании лат. stagnum – «сплав свинца с серебром»; слово, вероятно, кельтского происхождения. Отсюда названия олова на ирландском (stan), бретонском (sten), валлийском (ystaen). От лат. stannum произошли названия олова в итальянском (stagno), французском (étain), испанском (estaño). Происхождение английского (а также нидерландского и датского) tin неизвестно; предполагается, что это слово пришло от германских племен.

Отмеченную выше путаницу с названиями свинца и олова в некоторых переводах легко объяснить, если посмотреть, как пишутся эти элементы в ряде языков:

Сразу заметна возможная путаница не только олова со свинцом (а металлы внешне действительно похожи: оба тяжелые и легкоплавкие), но и с цинком. Кстати, латинские названия этих элементов (stannum, plumbum) четко прослеживаются в современном итальянском языке: олово – stagno (читается «станьо»), свинец – piombo; то же в испанском: олово – estaño («эстаньо»), свинец – plomo.

Ртуть. Этот жидкий металл также известен издавна, поскольку встречается в природе: в виде отдельных капелек, вкрапленных в породу, но главным образом – в виде красного минерала киновари (одна из модификаций сульфида ртути HgS). Ртуть была известна еще древним грекам и римлянам, которые разрабатывали ртутные рудники в Испании.

Латинское название ртути hydrargyrum произошло от греч. hydor – «вода» и argyros – «серебро». Жидким (или живым, быстрым) серебром ртуть называется также в немецком (Quecksilber), нидерландском (kwikzilver), исландском (kvikasilfur), шведском (kvicksilver), словенском (živo srebro) и староанглийском (quicksilver) языках, а по-болгарски «ртуть» – живак. Действительно, шарики ртути блестят, как серебро, и очень быстро «бегают» – как живые. Современные названия ртути в ряде европейских языков произошли от имени латинского бога торговли Меркурия: англ. mercury, фр. mercure, итал. и исп. mercurio (по-испански «ртуть» также argento vivo и hidrargirio) и т. д. Меркурий был еще и вестником богов, поэтому его обычно изображали с крылышками на сандалиях или на шлеме. Так что бог Меркурий бегал так же быстро, как переливается ртуть. У алхимиков ртути соответствовала планета Меркурий, которая наиболее быстро передвигается по небосводу. Удаление ртути и ее соединений называется демер-куризацией.

Русское название ртути, по одной из версий, связано с литовским rit`u – «катить, катать», происшедшим от древнего индоевропейского слова, означающего «бежать, катиться». Не следует забывать, что Литва и Русь были тесно связаны, а во второй половине XIV века русский язык был языком государственных и судебных учреждений Великого княжества Литовского, а также языком первых письменных памятников Литвы. «Ртуть» по-литовски gyvsidabris, дословно опять же «живое серебро». Менее вероятной кажется версия родства слов «ртуть» и «руда», «рдеть», «рыжий» – по цвету природного минерала кино-вари.

Углерод. По-русски – «рождающий уголь». Международное же название происходит от лат. carbo – «уголь», связанного с древним корнем ker – «огонь» (см. Карбонаты). Этот же корень в лат. cremare – «гореть» (а также в «крематории»).