«Запах свежести», или пример того, как количество переходит в качество.

 

Прогремела гроза, дождь умыл природу, тучи ушли прочь, и засияло яркое солнышко. После предгрозовой духоты удивительно легко дышится. Воздух словно напоен свежестью.

«Запах свежести»… Не правда ли, звучит немного необычно? Но мы его не выдумали. Носителем этого своеобразного запаха является газ озон. Его имя происходит от греческого слова, означающего «пахнуть».

Озон всегда образуется в атмосфере при грозовых разрядах. Из кислорода. Молекула озона состоит из кислородных атомов. Только в молекуле кислорода два таких атома, а в молекуле озона – три. О2 и О3. Казалось бы, различие несущественное одним атомом кислорода больше. Одним меньше – какая разница?

А разница-то колоссальная!

Кислородом мы дышим, жизнь человека и животных без него невозможна. Озон в больших концентрациях убивает все живое. Это сильнейший окислитель. Куда сильнее кислорода. В своей химической ярости озон недалеко ушел от фтора. Из металлов только золото и платина способны противостоять ему.

Но вот любопытный парадокс. Оказывается, жизнь на Земле кое в чем (мы бы сказали: во многом) обязана своим существованием озону.   

Солнце льет на нашу планету громадные потоки света. Среди светлых лучей немало ультрафиолетовых. Если бы вся их помощь обрушилась на земную поверхность, жизнь на ней погибла бы. К счастью, лишь небольшая доля ультрафиолетовых лучей достигает Земли. От их смертоносного избытка спасает нас озон, содержание которого в атмосфере максимально на высоте 20-30 километров. Озон поглощает также инфракрасное излучение Земли, препятствует ее охлаждению.

Видите, какая разница в свойствах двух молекул, содержащих одни и те же атомы, но в разном количестве: О2 и О3.

Известна еще и О4 – молекула из четырех атомов кислорода. Но она малоустойчива, и ученые почти ничего не знают о ее свойствах. А свойства эти должны быть еще более удивительными…

 Давно философская мысль сформулировала важнейший принцип диалектики: количество переходит в качество. Этот принцип повсеместно торжествует и в химии. А наш пример с кислородом и озоном, пожалуй, один из самых ярких примеров проявления диалектики в химической науке.

Такое явление, когда образуется молекулы, содержащие разное число атомов одного и того же элемента, химики называют аллотропическими модификациями. Эти модификации известны у очень многих элементов периодической системы. Например, у серы и фосфора. Ученые ныне насчитывают более 400 аллотропических модификаций.