Ивич Александр

70 богатырей

Александр Ивич

70 богатырей

* О ЧЕМ ЭТА КНИГА *

Девяносто два

Что общего между тобой и солнцем? Или между рыбой и морем, в котором она плавает? Или между кошкой и забором, на котором она сидит? Ты скажешь: смешные вопросы! Конечно, рыба совсем не похожа на море, кошка на забор, а ты на солнце. Не похожи - это верно. Но я ведь спрашивал о другом - что между ними общего. Общее есть. Люди и солнце, кошка и море состоят из одних и тех же веществ.

Странно, правда? И все же это так. Великой волшебнице природе хватило девяноста двух простых веществ, чтобы создать все живое, что есть на земле, и саму землю, на которой мы живем, и воздух, которым дышим, и луну, и солнце, и планеты.

Эти девяносто два простых вещества называют элементами.

А три четверти элементов - металлы. Их около семидесяти.

Опять странность - почему так много? Мы с тобой ведь не металлические и дерево тоже не металлическое?.. Конечно. Но в нашем теле, и в дереве, и в травинке десятки разных металлов. Каждого понемногу, а для жизни все они необходимы.

Элементов - девяносто два. А живых существ - самых разных животных, растений - много миллионов. Неживых веществ - камней, газов, металлов, жидкостей - тоже великое множество. Как же это получилось? Дело в том, что девяносто два вещества по-разному, в разных количествах между собой соединяются и образуют уже не простые, а очень-очень сложные вещества.

Могучие слуги

Я назвал эту книжку про металлы "70 богатырей" потому, что металлов около семидесяти и почти все они могучие помощники, верные слуги людей. Без металлов не было бы у нас ни машин, ни электрического света, ни радио, ни даже простого гвоздя.

Некоторые металлы природа создала богатырями, надо было только их найти, освободить от примесей и понять, в какой работе они себя покажут силачами. Ты увидишь, что и это было непросто - найти металлы, очистить их и приставить к делу.

Многие металлы сами по себе хилые, слабенькие - или мягкие, или хрупкие, - а есть и такие, что их ничего не стоит в порошок растереть. Но люди сумели и такие металлы сделать богатырями. Как это им удалось узнаешь, прочитав книжку.

Попробуй-ка сосчитать, сколько металлических вещей в комнате, где ты живешь, и в кухне. Считая, начнешь пальцы загибать, так их не хватит лучше возьми бумагу, карандаш и записывай. И пусть твой товарищ то же самое сделает. Потом сравните - у кого больше, тот выиграл.

А вот потруднее задача. Металлов разных много - из какого что сделано? В электрической лампочке светится серебристый волосок - какой это металл? Волосок держится на двух стерженьках - они из того же металла, что волосок, или из другого? А цоколь лампочки из какого металла? Как он называется? Или еще вопрос: какие вещи сделаны из одного металла, а сверху покрыты другим? Я вопросов про металл могу тебе хоть тысячу задать, и, могу спорить, на многие ты не ответишь.

Огонь тушат водой. А какие металлы, чуть попадут в воду, вспыхивают ярким пламенем?

Керосин горючий. А какие металлы на воздухе сразу загораются, зато в керосине их можно держать сколько хочешь?

Почему у нас кровь красная? Думаешь, металл тут ни при чем? Вот и неверно. В крови есть железо, оно и окрасило кровь в красный цвет.

Стол деревянный, но в нем тоже есть железо. Когда дерево, из которого сделан стол, росло в лесу, его корни впитывали из земли влагу. А в воде было железо. Конечно, в дерево его попало совсем немного, так же как в наше тело. Если все железо из тела извлечь, то его и на пуговицу не хватит. А жить без этого крохотного количества железа человек не может. И растения тоже не могут.

Впрочем, давай по порядку. Эта книжка написана про металлы: о том, как их добывают, какие у них свойства и как человек ими пользуется.

Большей частью металлы не только добыть, а даже заметить в земле трудно - для этого нужны специальные знания. Бывает, идешь по металлу и не догадываешься, что он у тебя под ногами. Это ты сейчас увидишь.

* АЛЮМИНИЙ *

Сколько его? Где он?

Ходишь ты по земле - она твердая. И тебе в голову не придет, что половину веса земной коры составляет то, что почти ничего не весит, кислород. Он пронизывает весь верхний слой земли, соединяется почти со всеми веществами, и в том числе с металлами.

Ты знаешь, что кислород - газ. Он входит в состав воздуха. Кислород необходим для дыхания. И огня у нас не было бы без кислорода: для горения обязательно нужен этот газ.

А вот от кислорода в металле нам никакой пользы, одни только неприятности и хлопоты.

Ну, хорошо. Половина веса земной коры - кислород. А остальная половина? Еще четверть веса - кремний. Ты его знаешь - он входит в состав почти всех камней и самого обыкновенного песка.

А на третьем месте по весу в земной коре - легкий металл алюминий. Из него состоит десятая часть земной коры. Нет металла, которого было бы в земной коре так много. Его даже вдвое больше, чем железа.

И не надо алюминий добывать из глубины земли - он у нас под ногами.

Но вот что удивительно: тысячи лет ходили люди по алюминию и, счищая с обуви налипшую глину, даже не догадывались, что в ней ценный металл. Да, алюминий есть в самой обыкновенной глине.

Когда люди научились строить дома из кирпича, в стенах их домов был алюминий. Они любовались драгоценными камнями - синим сапфиром, красным рубином - и не догадывались, что это просто алюминий с кислородом. Узнали об этом металле всего полтораста лет назад. И нашли для него важные дела. Да так много дел, что сейчас без алюминия не знаю, как бы мы жили. Теперь-то он всякому знаком. И ты, наверное, видел вещи, сделанные из этого светлого, серебристого металла. Но, конечно, чистый алюминий, который получается учеными в лаборатории, нигде не применяется. Все изделия делают из сплавов алюминия с магнием, кремнием, медью и другими металлами.

Как его освободили

Наверное, алюминий, когда его нашли, сразу был очень дешевым металлом, коли его так много у нас под ногами?

Он был дороже золота! Так дорог, что из него делали только драгоценные украшения. В Англии - это было около ста лет назад - хотели почтить богатым подарком нашего великого химика Менделеева. Это он, Менделеев, первым определил, что вся природа состоит из девяноста двух простых веществ. Тогда еще многие из этих веществ не были открыты. Менделеев оставил для них свободные места в составленной им таблице элементов и даже предсказал свойства каждого. Теперь уже все клетки таблицы заполнены, и предсказания Менделеева оказались точными.

Так вот, англичане хотели подарить Менделееву что-нибудь очень ценное. И придумали: сделали химические весы, в которых одна чаша была из золота, другая из алюминия. И чаша из алюминия стоила дороже золотой.

Почему же так долго об алюминии не знали, а когда нашли его и сумели добыть, то стали ценить его дороже золота? Все дело в кислороде. Алюминий в земле так прочно соединен с кислородом, так затаился в этом соединении, что его было очень трудно обнаружить, а еще труднее разлучить с кислородом.

Соединение металла с кислородом называют окисью этого металла. Пожалуйста, запомни слово "окись". Оно еще будет встречаться в книжке. Значит, соединение алюминия с кислородом называется окисью алюминия, а соединение железа или меди с кислородом - окисью железа, окисью меди.

Я уже говорил: впервые о том, что в глине есть неизвестный металл, догадались около полутораста лет назад. И еще больше двадцати лет труда понадобилось ученым, чтобы получить несколько крупинок алюминия величиной с булавочную головку. Вот как цепко держал кислород этот металл, как надежно его прятал! Неудивительно, что когда удалось, наконец, выплавить куски алюминия побольше, то и ценились они дороже золота. И делали из алюминия украшения, как из золота и серебра.

А на что он еще годен, тогда и придумать не могли.

Какие у алюминия свойства

Алюминий - легкий металл. Он почти в три раза легче стали.

Алюминий - прочный металл. Возьмешь стальную и алюминиевую проволоки одинаковой длины и одинакового веса - и окажется, что на алюминиевую проволоку можно подвесить груз больший, чем на стальную. Стальная оборвется, алюминиевая выдержит.

Тебя не обманешь шутливой загадкой: что больше весит - килограмм железа или килограмм пуха? Ты сразу ответишь, что весят они одинаково, только килограмм пуха занимает гораздо больше места, чем килограмм железа.

А чем отличается алюминиевая проволока от стальной, если их вес и длина одинаковы? Догадался? Конечно! Алюминиевая проволока будет втрое толще стальной: ведь алюминий втрое легче стали.

Значит, алюминий легкий и прочный металл. Это главные его качества.

К тому же он податлив в обработке. Можно из него сделать и проволоку, и тончайшие листы, можно на станках обрабатывать, можно и ковать молотом.

Ко всему этому еще надо прибавить, что алюминий хорошо проводит электрический ток. Поэтому провода высоковольтных линий передач, конденсаторы, кабели и другие изделия делают из алюминия.

Почему алюминию долго не находили дела

Получили ученые металл с такими замечательными свойствами - и не нашли ему применения. Удивительно?

Если разобраться, то не очень удивительно. Что, кроме мелких украшений, можно было делать из металла, пока он стоил дороже золота? Представь себе: в магазине продается кастрюля, а цена ей тысяча рублей. Кто же ее купит? Только смеяться будут.

Но пора тебе сказать, почему так дорог был алюминий. Для того чтобы разлучить алюминий с кислородом, нужно было очень много электрического тока. А в то время еще не существовало сильных машин, вырабатывающих электрический ток. Вот почему так трудно было получать алюминий.

Впрочем, и нужды большой тогда в этом металле не было. Кастрюли ведь можно из других металлов делать. Легкий и прочный алюминий - металл для больших скоростей. А большие скорости появились в нашем, двадцатом столетии. Самолет, реактивный самолет, космическая ракета - вот завоевания нашего века.

К тому времени, как люди научились строить самолеты, уже появились мощные электростанции, которые давали дешевый ток.

И алюминий стал металлом не очень дорогим и очень нужным.

Как получают алюминий

Алюминий повсюду - двести пятьдесят минералов содержат его. Но не из всякого минерала, не из всякой глины выгодно его добывать. Если одна десятая часть глины - алюминий, то возиться не стоит. Слишком дорого его освобождать. А вот если из двух килограммов глины можно добыть килограмм соединенного с кислородом алюминия - это другое дело. Такие глины (иногда и камни), богатые алюминием, есть. И у нас в стране их много. Они называются

БОКСИТЫ

Из бокситов надо прежде всего извлечь окись алюминия. У окиси алюминия есть еще и другое название - глинозем.

Некоторые виды глинозема ты знаешь. Например, наждак, которым чистят ножи. Это крупинки на редкость твердого камня - корунда. Им пользуются, чтобы натачивать стальные инструменты, ножи. А корунд - это глинозем, окись алюминия.

Добывать из бокситов глинозем - сложный и долгий труд. Его выполняют в химических цехах алюминиевых заводов. Но добыть глинозем - это только полдела. Чтобы получить алюминий, надо еще выгнать из глинозема кислород. Для этого высыпают в сделанные из графита ванны расплав глинозема и пропускают сквозь него сильный электрический ток. Тока нужно очень много. Поэтому заводы для получения алюминия строят всегда около мощных электростанций.

Алюминий сегодня и завтра

Первые самолеты строили из фанеры. Они были легкие, но тихоходные. Их автомобиль мог обогнать. И сильный мотор нельзя было ставить - он слишком тяжел для фанерного самолета.

Все понимали, что металлический самолет надежнее. И скорость у него была бы гораздо больше, если найти металл легкий и прочный. Сталь не годилась она была тяжела для самолетов.

Тут и выручил алюминий. Он стал главным материалом для постройки самолетов. Чем больше становятся самолеты, чем быстрее они летают, тем больше нужно для них алюминия.

Но не только над землей летает алюминий. Он забирается и в космос: многие детали и оболочки корпусов космических кораблей и ракет сделаны из алюминия, его сплавов.

Было время, когда за год во всем мире выплавляли тридцать тонн алюминия, и те не знали, куда девать. Теперь алюминия во всем мире выплавляют больше трех миллионов тонн в год, а заводы требуют еще и еще...

Он не только над землей и в космосе летает. Он и по воде плавает: алюминий применяют для постройки кораблей.

И, конечно, алюминий не только в небе да на воде - он и на земле работает. Да еще сколько дел для него нашли на земле! Начали строить железнодорожные вагоны из алюминия - и скорость поездов возросла. Попробовали из него делать части для самых разных машин - и машины стали легче, чем из стали, а качество их ничуть не пострадало.

Алюминий рожден электрическим током, а теперь сам становится главным проводником тока. Все чаще медные провода заменяют алюминиевыми: они легче.

Из алюминия делают кухонную и столовую посуду. Зеркало прожектора, который бросает яркий луч в ночное небо, сделано из алюминия. Я говорил, что драгоценные камни - рубин и сапфир - это глинозем, соединение алюминия с кислородом. А теперь научились из алюминия делать искусственные рубины и сапфиры. Их очень трудно отличить от настоящих.

С каждым годом находят для алюминия новые дела. Он все чаще вытесняет сталь и медь. И завтра работы для него будет еще больше, чем сегодня. Недаром алюминий часто называют металлом двадцатого века.

* БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ *

Почему же они благородные, какие хорошие поступки совершили, чтобы их так называть? Конечно, никаких. Ведь металлы неживые, они не могут совершать поступков - ни дурных, ни хороших. Но в старину слово "благородный" имело другое значение - знатный. И знатные люди на незнатных смотрели свысока, не общались с ними.

Почти все металлы соединены в земле с камнями, глиной и кислородом. А благородные металлы сами по себе, они с простыми минералами, с камнями не знаются - только в соседстве живут, не соединяясь с ними. И самое важное - благородные металлы не соединяются с кислородом. Поэтому они не ржавеют, не тускнеют и веками сохраняют свою красоту. А красота их в том, что они блестят.

Среди благородных металлов главные - золото, серебро и платина.

Золото

Отыскать золото нелегко. Иногда его находят в речном песке. Оно там само как песок - мелкими крупинками. Поэтому его заметить трудно. Такое золото называют рассыпным. Если нашли в песке одну золотинку, значит, есть еще. Тогда начинают промывать песок в воде - взбалтывать его в миске или в корыте. Золото тяжелее песка, оно оседает на дне. Есть большие машины драги. Они сами промывают песок и отделяют от него золото.

А бывает, что золото вкраплено в камни, иногда даже и большими кусками. Их называют самородками. Но чаще золото в камнях находят крупинками. Тогда, чтобы его добыть, камни дробят и размалывают.

Тут тоже как с рассыпным золотом, которое находят в речном песке: где одну крупинку нашли или один самородок, там и другие поблизости. Обычно десятки, а то и сотни лет золото добывают в одних и тех же местах.

У нас, например, золото издавна добывали на Урале, там иногда и большие самородки попадаются. А позже нашли богатые россыпи золота в песках сибирских рек Лены и Алдана.

Золото - первый металл, который нашли люди в глубокой древности. Понятно, почему так получилось: другие металлы не так легко обнаружить они ведь запрятаны в земле. И мало найти металл - его еще надо освободить от всего, с чем он соединен. Прошло много тысячелетий, пока люди научились добывать и обрабатывать самые обыкновенные для нас металлы - медь, железо. А золотой самородок иногда можно было просто на земле найти.

На что оно нужно, золото? Топора из него не сделаешь. Золото - мягкий металл. Ударишь молотком по куску золота - он сплющится.

Очень долго из золота делали только украшения и дорогую посуду. Золото очень красиво, по цвету и блеску его всегда сравнивали с солнцем. Делать украшения из золота было нетрудно, потому что оно мягкое, ему легко придать какую хочешь форму. А если его нагреть, тогда оно еще мягче.

Больше трех тысяч лет назад, когда люди уже знали и другие металлы, во многих странах придумали, как использовать золото не только для украшений. Из него не стали изготовлять полезные вещи - для этого оно почти не пригодно. Использовали не свойства самого золота, а то, что оно дорого стоит. Стоило же оно дорого потому, что его мало находили. Но в небольших количествах золото имелось во многих странах. И вот решили им определять цену вещей, продовольствия, домашних животных.

Первобытные люди все делали для себя сами. Нужен был хлеб - они его выращивали. Нужно было оружие для охоты - они его изготовляли. Потом те, у кого было много зерна, стали менять его, например на мясо. Или мясо на топор.

А еще позже, но все же это было в очень, очень давние времена, люди стали торговать. Они уже не меняли зерно на овцу, а продавали зерно и покупали овцу или посуду. Вот тут и понадобились деньги, чтобы определить, сколько стоит и овца, и мешок зерна, и вещи, которые изготовляли мастера, - посуда, оружие, кирпичи для постройки дома.

Условились мерить стоимость всего, что продается и покупается, золотом. Уже не говорили: овца стоит два мешка зерна, а за топор надо отдать пол-овцы. Стали говорить, сколько золота надо отдать за овцу и сколько за топор.

Так золото стало деньгами и осталось ими до сих пор.

Само-то золото лежит в подвалах за крепкими засовами, а на его стоимость уже давно государства стали выпускать бумажные деньги. Ими обыкновенно и расплачиваются за покупки.

Вот как получилось: из железа, алюминия и десятков других металлов делают нужные вещи, а главное занятие золота - лежать в подвалах.

Не счесть, сколько горя этот красивый металл принес людям, сколько из-за него совершено преступлений! Не за красотой его гнались люди, а за ценой. Добыть или скопить много золота - значило быть богатым. У нас, в социалистических странах, за золото не получить ни чести, ни славы - их дает честный труд. А в капиталистических странах больше почета богачам, чем хорошим труженикам.

Ради золота не только грабили и убивали людей, случалось, что истребляли и целые народы. Так было, например, когда испанцы и португальцы открыли Южную Америку и узнали, что там много золота.

Было много и других войн, начатых ради того, чтобы захватить чужое золото и перенести его в свои подвалы.

Знаешь, что еще интересно? Некоторые растения высасывают золото из земли. Особенно любит сосать с водой золото из земли кукуруза - металл собирается в ее зернах.

Серебро

Они братья - серебро и золото. Их и находят иногда рядом.

Серебро, как и золото, - мягкий металл. И тоже не ржавеет. Находят серебро чаще золота, поэтому оно стоит дешевле. Но все же во многих странах серебро служило деньгами, да и сейчас из серебра часто делают монеты. В Древней Руси деньгами служили небольшие бруски серебра. С ними и ходили за покупками. Если заплатить надо было меньше, чем целый брусок серебра, то от него отрубали топором кусочек. Называли такое рубленое серебро "рубль". Вот откуда взялось это знакомое тебе слово.

Люди сделали золото лентяем - лежит без дела в подвалах. А младший его брат - серебро - работяга. Ты, вероятно, даже не догадываешься, как часто тебе приходится иметь дело с серебром.

Подошел ты к зеркалу повязать пионерский галстук или причесаться, а что такое зеркало, знаешь? Стекло, с задней стороны покрытое составом, который не пропускает лучей света, отбрасывает их. Поэтому зеркало и отражает предметы. А в состав, которым покрывают стекло, чтобы оно стало зеркалом, до недавнего времени входило серебро.

Сидишь ты в кинотеатре, смотришь фильм. И, пожалуй, не знаешь, что не было бы этого фильма, да и всякого другого, - вообще не существовало бы кинематографа без серебра. Ученые открыли, что в соединении с некоторыми другими веществами серебро чувствительно к свету. И это его свойство дало возможность создать сперва фотографию, а потом и кинематограф. Да, да, самой обыкновенной фотографии не было бы без серебра. Составом, в который входит серебро, покрывают пленку. И она становится светочувствительной. Можно фотографировать, можно и фильм снимать.

Из серебра и посуду делают - вилки, ложки, а в старину у богатых людей и блюда и бокалы для питья были серебряные.

А вот какая история случилась в древности. Жил на Балканском полуострове, в стране Македонии, царь Александр. Александр Македонский был великим полководцем. Он покорил все соседние страны и пошел с огромным войском в Индию. Дошло войско до берегов большой реки, и тут вдруг почти все солдаты почувствовали сильные боли в желудке. От этого они так ослабли, что не могли идти дальше. Пришлось Александру повернуть вспять, не завоевав Индию. В этой истории была одна тайна, которую никто не мог разгадать: почему в армии Александра болели только солдаты, а командиры были здоровы.

Чем же объяснить такую странность? Поняли это ученые только через две тысячи лет, и разгадка была еще удивительнее загадки. Оказалось, все дело в том, что солдаты пили воду из оловянных кружек, а офицеры из серебряных. Это поняли, когда ученые дознались, что серебро убивает микробы, которые могут вызвать болезни. Серебряная посуда предохраняла людей от некоторых болезней. И теперь болезни кожи, иногда и раны лечат лекарствами, в которые входит серебро.

Это еще не вся работа, которую люди поручили серебру. Оно очень нужно для многих электрических приборов, потому что хорошо проводит тепло и электрический ток. Нужно серебро и химикам: из него делают посуду, которая не боится сильных кислот.

Серебро не только мягкое, оно очень тягучее. Взять всего один грамм серебра - кусочек величиной с копеечную монету, - из него можно вытянуть тончайшую проволоку, вдоль которой тебе придется идти полчаса. Ее длина будет почти два километра. Это свойство в технике тоже пригодилось, чтобы мастерить хитрые электрические приборы.

В общем, как видишь, серебро очень важный металл.

Но кое в чем незаменим еще один благородный металл. Он называется

Платина

Из всех благородных металлов платина самая дорогая. Дороже золота. Платину находят иногда в тех же песках, где золото, но гораздо реже. Во всем мире ее добывают всего около пятнадцати тонн в год. Для сравнения скажу тебе, что золота, хоть оно и не часто попадается, все же добывают в последнее время больше тысячи тонн в год.

Но вот что забавно. Лет четыреста тому назад впервые в Южной Америке нашли сразу довольно много платины. И решили, что если здесь богатые россыпи этого металла, то и в других местах найдутся. А что с платиной делать, на что она нужна, не знали. Поэтому платина сперва была дешевой. В переводе с испанского "платина" означает "серебришко" - негодное, бросовое серебро. Люди, которым поручили в Испании изготовлять золотые монеты, стали в них прибавлять платину. Испанское правительство обнаружило обман и приказало все запасы платины, привезенной из Южной Америки, утопить в море. И никто тогда не знал, что через несколько лет платина будет стоить гораздо дороже золота, потому что этот металл оказался редким.

Как выглядит платина, ты знаешь, если тебе пришлось видеть орден Ленина. Портрет Ленина на ордене сделан из платины. Она похожа на серебро, только немного темнее.

Так для чего она все же нужна, платина? В капиталистических странах часть платины идет на цепочки для часов и всякие украшения. И вовсе не потому, что это самый красивый металл, а потому, что он самый дорогой. Такой уж нрав у богачей: пусть золотая или серебряная цепочка красивее, а им нужна платиновая, чтобы все видели - они могут самую дорогую купить.

Вся платина у нас, в социалистической стране, идет в работу. Этот металл очень нужен химикам. Из него делают посуду для самых крепких кислот, которые разъедают даже золото и серебро, и важные части химических аппаратов - ведь платина выдерживает очень высокую температуру.

У платины есть одно интересное свойство. Если покрыть очень тонким слоем этого металла стекло и вставить его в оконную раму, то получится удивительная вещь: смотришь из комнаты на улицу - все видно, как сквозь обыкновенное стекло. А заглянет кто-нибудь с улицы - не комнату видит, а самого себя. Стекло получается с одной стороны прозрачным, а с другой зеркалом.

Есть еще и другие благородные металлы, но их совсем мало в земле и пользуются ими редко. Поэтому давай поговорим не о них, а о самом главном металле.

Какой же самый главный?

* ЖЕЛЕЗО И ЕГО СПУТНИКИ *

Как его добывают

Из всех металлов люди больше всего пользуются железом. Из него делают почти все машины.

Железные вещи тебе чуть не каждую минуту попадаются под руку: то гвоздь, то булавка, то нож или молоток. Только эти вещи называются не железными, а стальными. А другие железные вещи - например, сковородку или кочергу называют чугунными. Почему это так, ты скоро поймешь. Но могу тебе сразу же сказать: ты много железных вещей держал в руках, а чистого железа никогда не видал. Совсем-совсем чистое железо - это большая редкость. Его ученые, как и алюминий, с большим трудом могут получить в лаборатории. А иногда чистое железо прилетает на землю из космоса.

Падающие звезды видел? Это ведь не звезды, а кусочки небесных тел, иногда совсем маленькие, иногда большие. Когда они попадают в воздух, окружающий землю, то раскаляются, начинают светиться, потому и кажется, что звезда летит. Эти кусочки небесных тел, падающие на землю, называют метеоритами. Иногда они бывают из чистого железа. Но чаще и небесное железо соединено с другими веществами. Так что совсем чистое железо только в музее и увидишь. А в земле железо всегда с какими-нибудь примесями, всегда оно с чем-нибудь соединено.

Добывают железо из земли в таких местах, где его много скопилось. Иногда приходится глубоко копать землю, пока доберешься до железа. А иногда оно и близко от поверхности земли.

У нас на Урале есть гора, называется Магнитная. Ты знаешь, вероятно, около нее построен огромный Магнитогорский завод. Так эта гора почти вся из железной руды.

Место, где добывают железо или другие металлы, называется рудник. Только я неправильно сказал, что в руднике добывают железо. В руднике добывают руду. Рудой называют металл вместе с камнями, глиной и кислородом. Ты уже знаешь, прочитав про алюминий, сколько нужно хлопот, чтобы получить из руды металл. С железом это тоже непросто.

Надо восстановить железо - освободить его.

Как восстанавливают железо

Строят огромную круглую печь. Она сложена из кирпича, а снаружи еще обшита стальными листами. Такую печь в дом не поставишь: Она сама высотой с десятиэтажный дом. Называется эта печь доменной или просто домной.

Чтобы выплавить из руды железо, нужен каменный уголь. Не простой каменный уголь, а специально приготовленный для домны. Его размалывают и прогревают в печах без воздуха. Такой прогретый уголь называется коксом. Он не черный, а светло-серый. Кокс трудно загорается, зато уж как разгорится, то дает очень сильный жар, и дыма от него нет.

В домну засыпают железную руду и кокс слоями. Сперва кокс, потом слой руды, потом опять кокс и опять руду. Так до самого верха печи. И еще отправляют в домну камень - известняк. Он нужен, чтобы руда легче и быстрее плавилась.

Домна не снизу загружается, как обыкновенная печь, а сверху. И нужно ей каждый день несколько поездов руды и кокса!

Руду и кокс засыпают в тележки и поднимают на канатах. Как дошла тележка с коксом до самого верха домны, там открывается заслонка. Тележка опрокидывается, и кокс сыплется внутрь печи.

Поползла пустая тележка вниз, а в это время другая наверх едет - с рудой. И тоже опрокидывается в печь. Эта канатная дорога к верхушке домны - электрическая.

А как такую печь затопить? Спросишь на заводе - засмеются. Скажут: домну не затапливают - ее задувают. Когда домну построили, прежде чем сыпать в нее первые тележки кокса, в самый низ печи насыпали дрова. А уже потом кокс. И на кокс - руду. Потом в домну начинают вдувать очень горячий воздух, такой горячий, что дрова загораются и поджигают кокс. Потому и говорят, что домну задувают.

Домну как задуют, так она несколько лет без всякого перерыва работает, днем и ночью.

Горит в домне кокс. И чем глубже опускается руда, тем жарче в печи. В нижней части домны так жарко, что руда плавится. Железо, камень, глина все, из чего руда состоит, становится жидким. А кокс, пока горит в домне, вытягивает из руды кислород.

Тяжелыми каплями падает металл в самый низ печи. А камни и глина легче металла. Поэтому они сверху плавают.

Внизу домны два отверстия: одно повыше, другое пониже. Они накрепко забиты. Каждые два часа верхнее отверстие пробивают. Из него вытекает шлак. Так называют расплавленные камни и глину, в которых уже не осталось железа.

А нижнее отверстие пробивают реже - обычно каждые четыре часа. Из этого отверстия, когда его пробьют, вырывается металл.

Ослепительно яркая струя огня - вот как выглядит металл, когда его выпускают из домны. Во все стороны разлетаются искры. Такой жар идет от расплавленного металла, что близко стоять невозможно.

Какой же это металл выпускают из домны? Чистое железо? Казалось бы, так должно получиться. Ведь кислород из него вытянул кокс, от камней и глины освободились. А все-таки чистого железа не получилось!

Дело в том, что железо вобрало в себя часть вещества, из которого состоит кокс, - углерода. Значит, получилось не чистое железо, а железо с примесью углерода.

Так чего ради трудились? Зря? Не зря! Железо с кислородом ни для какого дела не годится, оно очень непрочное. А из сплава железа с углеродом можно сделать много вещей. Называется это железо с примесью углерода

Чугун

У чугуна есть недостаток - он хрупкий. Конечно, не такой хрупкий, как стекло. Уронишь кусок чугуна на пол - он не разобьется. А вот ударишь его посильнее молотом - разлетится на куски. Поэтому из чугуна делают только такие вещи, по которым не приходится сильно ударять.

Еще раз о домне

Давай-ка сообразим, что нужно для выплавки чугуна в домне. Железная руда, кокс, известняк... Вс?? Нет, не вс?. Еще нужны воздух и вода.

Стоят близ каждой доменной печи четыре круглые башни. В эти башни накачивают воздух и там греют его газом. Горячий воздух идет по трубам из башен в домну. Ведь кокс без притока воздуха не может гореть. А впустишь в домну холодный воздух, она остынет, руда не будет плавиться. Вот и накачивают в печь очень горячий воздух, чтобы жарче горел кокс и печь не остывала.

Воздух нужен, чтобы греть домну, а вода - чтобы охлаждать ее. Не внутри, конечно, а снаружи. Самый стойкий кирпич не выдержит такого сильного жара, как в доменной печи. Если печь не охлаждать снаружи, она развалится.

Угадай-ка, чего больше всего по весу нужно, чтобы из руды выплавлять чугун? Ты, вероятно, подумал, что больше всего надо руды - железо ведь тяжелое, да и камни не легкие.

Но, оказывается, вовсе не руды идет больше всего в домну. И не кокса. Воды по весу нужно больше, чем руды и кокса. Магнитогорскому заводу, например, чтобы охлаждать доменные печи, нужно больше воды, чем всей Москве - миллионам ее жителей и десяткам заводов.

А все же и не воды нужно больше всего. Никогда бы ты не догадался. Больше всего по весу идет в домну того, что почти ничего не весит, воздуха! Чтобы выплавить одну тонну чугуна, вдувают в домну несколько тонн горячего воздуха. Для дыхания одних только магнитогорских домен нужно больше воздуха, чем для дыхания всех людей на земле.

Куда девается жидкий чугун

К доменной печи, когда пора выпускать из нее расплавленный чугун, подъезжает по рельсам огромный ковш. Его везет паровоз. Ковш подставляют под струю жидкого металла. А из ковша жидкий чугун можно разлить по небольшим формам, чтобы он в них застыл. Такие застывшие куски чугуна называют чушками. Их грузят в вагоны и отвозят на заводы, которые изготовляют чугунные вещи или части машин.

Как делают чугунные вещи

Тебе, конечно, приходилось делать пирожки из песка. Набьешь деревянную или жестяную формочку сырым песком, перевернешь ее, поставишь на землю, осторожно снимешь формочку - и готов песочный пирожок.

Вот почти так же делают чугунные вещи. Готовят формы из глины с песком и коксом. Они получаются крепкие. А пока готовят формы, чугунные чушки опять расплавляют в небольшой печи. Когда расплавится чугун, его льют в приготовленные формы. Это и называется литьем, потому что чугун льют в формы. Когда он застынет, вынимают из формы готовый утюг или какую-нибудь часть будущей машины.

У нас на Урале есть завод, где работают замечательные мастера. Они какую хочешь форму могут сделать. Зальют в нее металл - и получится чугунная лошадь или чугунные фигурки людей. Каслинский завод на весь мир знаменит своим искусством.

А для чего еще нужен чугун

Чугунные вещи изготовляют только литьем, потому что чугун хрупкий - ни молотом его нельзя ковать, ни на станке обтачивать. А нам нужно очень много вещей и машин, которые неудобно изготовлять литьем. И нужно, чтобы они не были хрупкими.

Значит, одним чугуном не обойтись.

Ты помнишь, что хрупок чугун потому, что в нем растворился углерод из кокса. Надо часть углерода выгнать из чугуна, тогда он не будет хрупким. Получится железо, которое можно и молотом обрабатывать, и на станках обтачивать.

Сорт железа, в котором углерода гораздо меньше, чем в чугуне, называется

Сталь

Это главный сорт железа, самый нужный нам. На изготовление стали идет весь чугун, кроме небольшой его части, из которой делают чугунные изделия.

Как варят сталь

Сталь варят в печах, не таких высоких, как домна, а всего двухэтажных. Печи широкие, и стоят по нескольку в ряд. В каждой печи можно бы разместить квартиру в три комнаты. Называется такая печь мартеновской или просто мартен.

Греется печь горючим газом, смешанным с воздухом. Газ горит в печи длинными, очень жаркими факелами.

Все твердые материалы, нужные для варки стали, подвозит машина с хоботом, как у слона. Только хобот этот стальной. И прицеплена к нему стальная корзина. Машина хоботом сует корзину в печь и вываливает в нее немного железной руды, известняк и другие минералы, нужные, чтобы выгнать из чугуна вредные примеси.

А еще заваливают в печь старые, отслужившие свой век стальные вещи, части машин, куски рельсов - словом, то, что называют ломом.

Вот для этого ты с товарищами и собираешь железный лом. Он в мартеновской печи начнет вторую жизнь, станет новой сталью.

Когда все эти твердые материалы расплавятся в печи, тогда начинается главное: подъезжает огромный ковш с жидким чугуном. Его выливают в печь.

И вся эта смесь - чугун, руда, известняк, стальной лом - варится несколько часов.

В печах есть маленькие окошечки. Заглянешь в них - и видно, что внутри печи делается. Но смотреть на кипящую сталь можно, как и на солнце, только через темные очки, а то глаза испортишь.

Это очень красиво. Бушует тяжелое жидкое пламя, переливается волнами, поднимается столбом, опадает и вздувается огромными пузырями.

Пока кипит металл, большая часть углерода, который был в чугуне, выгорает.

Когда сталь готова, ее, как и чугун из домны, выливают в большой ковш. А из ковша сталь разливают по высоким узким формам - изложницам. В этих формах она застывает. Получаются слитки стали такие тяжелые, что их только сильным краном можно поднять.

Есть еще и другой способ варить сталь - в больших сосудах, по форме похожих на груши. Сосуды снаружи стальные, а внутри выложены кирпичом. В конвертеры - так называются эти сосуды - заливают жидкий чугун и продувают его очень сильной струей воздуха. Большая часть углерода соединяется с кислородом воздуха и уходит из чугуна. Получается сталь.

Поначалу конвертеры делали небольшими. За один раз они давали стали гораздо меньше, чем мартеновская печь, да и сталь получалась хуже: в ней оставались вредные примеси, которые были в чугуне. Такая сталь не для всех изделий годилась. Постепенно конвертеры подросли, и ученые нашли способ получать в них сталь лучшего качества.

Теперь большую часть стали, вместо того чтобы варить в мартеновских печах, варят в конвертерах.

Этот способ по имени его изобретателя, инженера Бессемера, называют бессемеровским процессом.

Нам нужны разные сорта железа

Я уже говорил, что чистое железо - большая редкость. Химики могут приготовить его лишь долгим и сложным путем.

Но чистое железо нам ни к чему. Это очень непрочный материал - из него никакой полезной вещи не сделаешь. Прочность ему придают примеси. Одну из этих примесей ты уже знаешь - углерод. Если его много в железе, металл называют чугуном, если мало - сталью.

Чугун и сталь - главные сорта железа.

Но и сталь-то нам нужна разная. Для космической ракеты одна, для часовой пружины другая, для перочинного ножа третья.

Иногда нужна сталь очень твердая, иногда гибкая, а иногда такая, чтоб ее можно было остро отточить.

Как получают нужный сорт стали?

Пока сталь варится, в нее добавляют другие металлы - то один, то другой, то помалу, то побольше. Такие приправы - их называют присадками друзья железа, верные его спутники.

Вот, например, нужна очень крепкая сталь. Тогда в нее добавляют

Марганец

Ты знаешь черный порошок, который продается в аптеке - марганцовокислый калий? Кинешь в стакан с водой несколько крупинок порошка, вода становится розовой. Побольше бросишь - станет лиловой. Тебе, наверное, приходилось промывать так называемой марганцовкой царапину, чтобы не загрязнилась, или полоскать ею горло, когда болит.

Это лекарство приготовлено из металла - марганца. Его в земле много. Он всегда есть и в железной руде. А оттуда попадает в чугун и в сталь. Но чтобы сталь была прочнее, в нее нужно еще марганца добавить. Сталь с марганцем может служить очень долго. И, главное, не боится никаких ударов, даже самых сильных. Интересно, что сам-то марганец хрупкий - от легкого удара крошится. А сталь он делает крепче.

Хорошо, значит, теперь у нас есть сталь, которая не расколется, хоть бей ее стопудовым молотом.

А какая нужна сталь, например, для подводной лодки? Такая, чтобы не ржавела.

Тут надо тебе рассказать, откуда берется

Ржавчина

Ты видел достаточно ржавых гвоздей, ножей и других железных вещей. А вот отчего железо ржавеет, может, и не знаешь.

Я уже говорил, что у железа есть могучий враг - кислород. Огромные доменные печи и приходится строить для того, чтобы выгнать из железной руды кислород.

Но вот беда. Человек, если у него есть враг, борется с ним или хотя бы старается не встречаться. А железо стремится к своему врагу - жадно поглощает кислород из воды и воздуха. И от этого заболевает.

Сперва на поверхности чугуна или стали появляется рыжая сыпь. Потом она проникает в глубь металла. Железо теряет прочность, крошится - и тут ему приходит конец. Оно уже никуда не годится, можно на свалку выбрасывать. А потом со свалки его отправляют в мартеновскую печь. Помнишь, я говорил, что вместе с чугуном и рудой в мартен загружают и железный лом? Этот лом стальные и чугунные вещи, погибшие от ржавчины.

Особенно быстро ржавеет мокрое железо.

Алюминий ведет себя иначе. Приходилось тебе видеть новую алюминиевую кастрюлю или ложку и рядом старую? Вероятно, видел. Не знаю только, заметил ли, в чем между ними разница. Новая блестит, как серебряная, а старая не блестит, и цвет у нее немного изменился - она стала темнее.

Это все тот же кислород виноват. Он на воздухе соединяется с алюминием. Но только с его верхним слоем. Вот в чем его отличие от железа! Алюминий с кислородом, или, как говорят, окись алюминия, образует тонкую прочную пленку на поверхности металла. И эта пленка не пускает кислород дальше, в глубь алюминия. Металл потерял блеск, зато стойко будет сопротивляться ржавчине, не то что железо. Это очень важное качество алюминия. Если б он насквозь ржавел, нельзя было бы из него самолеты строить.

Знаешь, как много железных вещей гибнет от ржавчины? Если в городе за год появилась, скажем, тысяча новых стальных вещей или машин, то за этот же год тут выбросили триста стальных вещей и машин, погибших от ржавчины.

Когда на заводе или в совхозе заржавела машина или какая-нибудь ее часть, это сразу можно заметить и заменить ее.

А если бы подводная лодка в плавании заржавела? Ведь вода могла бы просочиться сквозь больную сталь, и тогда лодке не всплыть.

Нет, такого не будет. Не заржавеет подводная лодка. Не позволит

Хром

Это тоже металл. Самый твердый из всех металлов.

Ему много дела нашли. Ты его на ногах носишь - кожу для ботинок, чтобы дольше носились, пропитывают раствором, в котором есть хром. Такую кожу и называют хромовой.

Но это не главное.

Хром не только кожу, но и сталь делает крепче. Его немного подбавят в сталь, когда она варится, такой получается твердый сплав, что из него танки можно делать. И броню для боевых кораблей. И стволы пушек.

А если побольше хрома прибавить, тогда получится сталь для подводных лодок. Она не ржавеет. И поэтому называется

Нержавеющая сталь

Вот здорово! Почему же тогда совсем не избавиться от ржавчины? Варить бы всю сталь с хромом и не знать заботы. Или еще иначе можно: готовую стальную вещь сверху покрывать тонким слоем хрома. Такой способ есть - это так называемое хромирование стали.

Но нельзя так со всей сталью поступать. Получится очень дорогой металл. Добыть хром из руды да приготовить его так, чтобы можно было со сталью соединить, обходится недешево. А кроме того, очень твердая сталь годится не для всякого дела.

Есть и другие способы предохранить сталь от ржавчины. Например, покрыть стальную вещь масляной краской. Краска не пропустит к стали ни воды, ни воздуха. Борта теплоходов и других кораблей обычно покрывают снаружи масляной краской. И зорко следят, чтобы краска нигде не сошла. Отколупнется где-нибудь немного краски - и в этом месте появится ржавчина, которая начнет разъедать сталь.

А когда с завода отправляют какие-нибудь машины, их густо покрывают смазочным маслом. Оно тоже не пропускает ни воздух, ни воду. Но масло годится только на время, пока машина в пути. Когда надо ее в работу пускать, приходится масло стирать или смывать.

Впрочем, есть и еще один способ сделать сталь нержавеющей. Покрыть ее тонким слоем металла не такого твердого, как хром. Лучше всего для этого подходит

Никель

Большую часть нержавеющей стали делают с никелем. Этот металл по цвету похож на серебро, только с желтоватым оттенком. Можно поверхность стали покрыть пленкой никеля. Так делают, например, никелированные чайники, кофейники.

Но чаще добавляют никель в сталь, когда она варится. Такую сталь ржавчина никогда не съест.

Те из вас, кто бывал в Москве, наверное, видели, как украшена нержавеющей сталью станция метро "Площадь Маяковского". Нержавеющая сталь, соединенная с хромом или никелем, вероятно, есть и у тебя дома. Из такой стали делают ложки, вилки. И ножи делают. Только если они с хромом, остро наточить их трудно. Это потому, что хром твердый. Нержавеющие вилки и ложки довольно легкие, по цвету они немножко темнее серебра. А если есть у вас дома ложки и вилки потяжелее, похожие на серебряные, то они уже из другого сплава, без стали: из никеля, меди и цинка. Такой сплав часто называют "новое серебро". Никель идет для изготовления разных вещей, деталей машин. Только редко пользуются чистым никелем; гораздо чаще сплавляют его со сталью, иногда с медью.

Но и никель не поможет нам всю сталь делать нержавеющей. Еще дороже хромовой стали получится. Да и не хватит никеля - не очень много удается его добывать.

Чем резать сталь

Стальным перочинным ножом ты легко чинишь карандаш. Легко не только потому, что нож острый: отточи остро деревянную щепку - ею все равно карандаш не очинишь. Сталь гораздо тверже дерева, потому и режет его без труда.

А чем резать сталь? Ведь части будущих машин приходится обтачивать на станках, чтобы придать им нужную форму. Щепкой карандаш не очинишь, а специальными стальными ножами - их называют резцы - сталь можно резать. Только сталь для резцов нужна не простая, а тверже той, которую она режет.

Но одной твердости мало. Когда на станке обтачивают стальную деталь, она быстро вращается. Резец трется о деталь и от трения очень сильно нагревается. А горячий резец становится мягким. И уже не может резать.

Поэтому сталь для резцов нужна не только очень твердая. Она еще не должна размягчаться от сильного нагрева.

Как сталь делают твердой, ты уже знаешь - прибавляют в нее марганец, хром, и еще кремний. Потом увидишь, что и другие металлы придают стали большую твердость. А для того чтобы резцы не размягчались, когда сильно нагреваются, в сталь прибавляют редкие металлы, обычно даже не один, а несколько разных металлов.

Редкие металлы

Редкими называют не только металлы, которых в земле очень мало, а и те, которые трудно добывать. Одни никак не хотят отделиться от минералов, в которых содержатся. Другие так запрятались, что их и обнаружить нелегко. Приходится выдумывать всякие хитрые, очень сложные способы - как найти нужный металл и как извлечь его из руды. Иной раз, чтобы получить один килограмм редкого металла, приходится добывать десятки тысяч килограммов руды. Бывает и так, что редкие металлы содержатся не в руде, а вкраплены крохотными кусочками, величиной с песчинку, в камни. Такие металлы тоже очень трудно добывать.

Из семидесяти металлов пятьдесят пять редких. И, узнав их свойства, люди почти все редкие металлы заставили работать, для каждого нашли важное дело.

Но сейчас нам с тобой нужны те редкие металлы, которые помогают резать сталь и делают ее еще крепче, чем сталь с хромом.

Таких металлов немало, первый из них

Титан

В сказаниях древних греков титанами называли богатырей, вступивших в борьбу с богами.

И очень метко ученый, который первым нашел титан, дал металлу это богатырское имя.

Титан на вид неприметный - тусклый, светло-серый. В земле его много, но еще сто лет, после того как его открыли, не удавалось получить чистый металл без примесей. Потому его и называют редким.

Титан довольно мягкий, а покроешь совсем тонким слоем этого металла броню танка - и она становится намного прочнее.

Титан легко выдерживает очень высокую температуру. Поэтому и его добавляют в сталь, из которой изготовляют резцы, - в инструментальную сталь.

Титан - металл не только на редкость прочный, но и удивительно стойкий. Его трудно "вывести из себя": чтобы расплавить титан, требуется температура выше полутора тысяч градусов. Такой жар и вообразить себе трудно. И еще титан ржавчины не боится! Даже кислота его не разъедает. Это очень ценное свойство - можно титаном покрывать стенки сосудов, в которых хранят кислоты.

Титан очень легкий, почти такой же легкий, как алюминий, да еще в шесть раз прочнее его. Где требуется легкость вместе с прочностью? Правильно, в авиации. Из сплавов титана делают те части современных сверхзвуковых самолетов, на долю которых выпадает самая большая работа. Поэтому титан часто называют металлом нашего времени.

Но его называют и металлом будущего - титан очень нужен космосу: его используют, чтобы строить спутники и космические ракеты.

Да и на земле ему дел хватает. Кузов автомобиля из титанового сплава не ржавеет, в два раза легче, чем кузов из листовой стали, и гораздо прочнее. Пока таких кузовов не делают - это будет возможно, когда ученые найдут более дешевый способ получать титан и его сплавы.

Удивительно ведет себя сплав титана с никелем. Если измять, искорежить деталь, сделанную из этого сплава, а потом нагреть ее, то металл "выздоровеет": расправится и примет прежнюю форму, безо всякого ремонта станет таким, каким был раньше. Представляешь, как легко выправлять погнутые в авариях кузова машин, если делать их из сплава титана с никелем? Но это - тоже пока дело будущего.

Открыли еще много полезных свойств титана.

Белила делают из металлов. Сперва их приготовляли из соединений свинца. Но свинцовые белила вредны для здоровья - они ядовитые. Потом стали делать белила из другого металла - цинка. Цинковые белила не ядовиты. Но самые лучшие белила получаются из двуокиси титана. Они не только безвредны, но и не темнеют от времени. Много замечательных старинных картин так потемнели, что их с трудом рассмотришь. Это из-за свинцовых белил. Очень жаль, что тогда не знали о титане.

А видел ты вещи из белой резины? Она белая потому, что в нее прибавлен титан.

А как сделать бумагу непрозрачной? Прибавить в нее титан.

А как сделать стекло тугоплавким? Прибавить титан.

Вот какой полезный металл!

Но мы с тобой далеко ушли от того, о чем начали говорить: чем резать сталь.

Значит, можно делать резцы из стали, в которую прибавлен титан. Титан один из главных металлов, которые трудятся в металлургии. А как быть, если нужно резать сталь, в которую прибавлен хром? Ты помнишь, что хром самый твердый изо всех металлов, потому его и прибавляют в сталь для танков.

В сталь для резцов тоже можно прибавить хром. Но этого мало. Нужно сплавить сталь с несколькими другими металлами, тогда можно сделать резцы, которые самую твердую хромовую сталь будут резать.

Один из металлов, который вместе с титаном прибавляют в сталь, называется

Молибден

Молибдена, как и титана, в земле немало. А добыть из руды чистый металл - долгая и трудная работа. Но ничего не поделаешь, приходится эту работу проделывать, потому что молибден нам очень нужен.

Почему и для чего он нужен, узнали случайно. В старину славились своей прочностью дамасские кинжалы и японские мечи. Равных им в мире не имелось. Они были такие твердые, что могли перерубить всякий другой меч или кинжал. А остры они были так, что перерубали шелковинку на лету. Труднее задачи для острия не придумаешь. И еще было у них одно замечательное качество острие не тупилось.

И в Дамаске - столице азиатской страны Сирии - и в Японии мастера строго хранили тайну изготовления мечей и кинжалов. Они по секрету передавали ее своим сыновьям или подмастерьям. Случилось так, что в обеих странах последние мастера умерли, никому не передав тайны. И потом целые века никто не мог разгадать их секрета. Только лет сто пятьдесят назад русский инженер П. П. Аносов после долгих лет труда сумел сделать клинок, равный дамасскому. А недавно была открыта тайна японских мечей: оказалось, что в сталь, из которой их ковали, добавлялся молибден.

Вот тогда и стало ясно, как важен этот металл: добавишь его в сталь - и можно изготовлять долговечные острые резцы.

У молибдена есть еще качество, которого старинные японские мастера, вероятно, не знали. Оно и не нужно было для мечей. А вот для резцов, обрабатывающих сталь, очень важно: молибден еще более тугоплавкий, чем титан. Очень прочные получаются резцы: сталь + хром + титан + молибден +...

Как, еще что-нибудь нужно? Да, очень! Сейчас узнаешь, что именно, только прежде закончу про молибден.

Когда подбавили молибден в сталь для танков и эти танки вышли в бой, оказалось, что нет снаряда, который мог бы пробить их броню. Потом, конечно, сумели и для снарядов найти сталь покрепче. А тогда и броню начали делать другую, еще крепче. Так в войнах и шла все время борьба между броневой сталью и снарядной - какая окажется крепче.

Борьба эта могла идти потому, что есть тысячи способов изготовлять прочную сталь, прибавляя в нее другие металлы: то совсем немного, то побольше. И у каждого сорта такой специальной стали будут свои свойства, отличающие ее от других сортов.

Я рассказал только о некоторых, самых важных присадках к стали, чтобы познакомить тебя с разными металлами, с их свойствами.

Кстати, хочешь посмотреть, как выглядит молибден? Это очень просто. Взгляни на электрическую лампочку. Светящаяся нить держится на тонких стерженьках. Они сделаны из молибдена. А нить из какого металла?

Но подожди, нас еще ждут резцы, которые сделаны из стали + хром + титан + молибден +

Вольфрам

Вольфрам изо всех металлов самый-самый тугоплавкий. Вот это свойство и сделало его таким важным для нас. Нужно вольфрам нагреть до 3400 градусов, чтобы он расплавился! А это возможно только в электрической печи. Многие металлы при такой температуре обращаются в пар. А чтобы вольфрам обратить в пар, нужно его отправить на поверхность солнца. Там как раз подходящая для этого температура - 6000 градусов.

Помнишь, когда открыли секрет японских мечей, оказалось, что их делали из стали с молибденом. А в стали дамасских клинков нашли вольфрам. Значит, одно важное свойство вольфрама мастера знали уже несколько веков назад: подбавишь его к стали - и можно делать очень острые, нетупящиеся лезвия кинжалов или мечей.

Но главное свойство вольфрама - тугоплавкость - сумели использовать только недавно.

Резец, сделанный из сплава стали с хромом, титаном, молибденом и вольфрамом, срезает за одну минуту два километра стружки со стальной заготовки. Два километра! Столько за минуту проходит самый быстрый поезд.

Необходим вольфрам для резцов.

Но есть и другое дело, для которого он незаменим. И дело это вольфрам выполняет своими силами, без стали.

Больше ста лет назад появилась первая электрическая лампочка накаливания. В этой лампочке по угольной нити проходил электрический ток. Нить накалялась и начинала светиться. Она давала не белый, а желтоватый свет и брала довольно много электрического тока. А главное - угольная нить не выдерживала долго высокой температуры накала и скоро рвалась, перегорала.

Изобретатели понимали, что металлическая нить была бы лучше угольной. Но никак не удавалось найти подходящий металл.

Для того чтобы свет был белый, нить должна раскаляться добела. А для того чтобы она не брала слишком много тока, нить должна быть тонкой, как волос.

Никак не удавалось подобрать металл, тоненькая нить которого накалялась бы добела и не рвалась, не плавилась. Самые стойкие, самые редкие металлы пробовали - ничего не получалось.

Больше тридцати лет продолжались поиски и опыты.

Ты уже догадался, конечно, что нужным металлом оказался вольфрам. Из него и теперь во всем мире делают нити для лампочек. До трех тысяч градусов накаляется тоненькая нить вольфрама, а ему хоть бы что. Вечер за вечером зажигаешь ты все ту же лампочку с вольфрамовой нитью, которая держится на молибденовых стерженьках. И она верно служит тебе год, а то и больше.

Ванадий

Для резцов, для брони вместе с теми металлами, о которых я говорил, добавляют еще в сталь ванадий. Это металл легкий, но твердый. Находят его в разных минералах, не в руде, а крупинками. Чтобы добыть килограмм ванадия, приходится обычно размалывать около тысячи килограммов камней.

С ванадием получилось так же, как с вольфрамом. Чтобы сделать сталь годной для крепких резцов или для брони, есть много способов. Прибавляют в сталь то один, то другой металл или несколько разных - одних больше, других поменьше.

А есть вещи, для которых только один металл годится и ничем его не заменить. Как электрические лампочки делают с вольфрамовой нитью, так автомобили делают из стали с ванадием. Часто ванадий даже называют автомобильным металлом. Один из первых создателей автомобиля говорил, что не было бы ванадия, не было бы и автомобилей.

Прежде всего он нужен для автомобильных моторов. Можно бы и без ванадия сделать прочный мотор, да он будет весить в два раза больше. Ты ведь понимаешь: чем легче автомобиль, тем быстрее его ход. А ванадий - металл легкий, и притом увеличивает прочность стали.

Но он нужен не только для мотора. Важная часть автомобиля - рессоры. Это тонкие стальные полосы, положенные одна на другую. Они так укреплены под кузовом автомобиля, что смягчают толчки, когда дорога неровная. Едешь в автомобиле, и тебя не подбрасывает на ухабах, а только слегка покачивает. Без рессор ломкие грузы нельзя было бы перевозить на автомобилях.

Какая сталь нужна для рессор? Гибкая, чтобы полосы, из которых состоят рессоры, легко прогибались и потом опять выравнивались.

Вот присадки ванадия к стали и позволяют делать гибкие стальные полосы для рессор.

Но нам нужна и такая сталь, которая гнулась бы, а потом выпрямлялась еще лучше, чем рессорная. Для чего? Ну хотя бы для часовых пружин.

И тут выручает ванадий. Этот металл неутомим и упрям. Каждый день ты заводишь часы, иначе говоря, сжимаешь их пружину. А она упрямо стремится выпрямиться. День за днем, год за годом повторяется то же самое - ты сжимаешь пружину, а она сопротивляется, стремится выпрямиться и этим приводит в движение часовой механизм. И не устает. Она скорее лопнет (если ты перекрутишь завод), чем согласится оставаться сжатой. Это ванадий делает ее такой упрямой.

Сколько нам нужно железа

Из всех металлов человеку нужно больше всего железа, особенно много нужно стали, чугуна поменьше.

Когда машин еще было немного - в прошлом веке, - на каждого человека приходилось около килограмма железа в год.

А теперь, если сосчитать, сколько на земле живет людей и сколько в год выплавляется чугуна и стали, то окажется, что на каждого человека значит, и на тебя - приходится столько железа, что тебе и не поднять: больше половины того, что ты сам весишь.

Ты можешь возразить: ни в комнате, ни в классе не найдешь столько железных вещей, чтобы на каждого так много выходило.

Согласен. Только ты не подумал, сколько нужно железа, чтобы сделать все нежелезные вещи, которыми пользуются люди. И не только вещи. Сколько в куске хлеба, который ты съел за завтраком, железа? Скажешь, нисколько? А вот давай сообразим.

Пахали землю стальным плугом, а вел плуг по полю трактор, сделанный из чугуна и стали. Затем пошли в ход железные сеялки. А к осени прибыл на поле комбайн - снимать урожай, молотить зерно. Комбайн большой. Чтобы его построить, нужно много стали.

Повезли в грузовиках зерно к железной дороге. Мотор грузовика, его колеса, и рессоры - все стальное. А дорога не зря называется железной рельсы стальные, колеса по ним катятся стальные, тепловоз из стали и чугуна...

Видишь, сколько нужно железа, чтобы ты кусок хлеба съел? Не сосчитаешь! Нет ни одной вещи вокруг тебя, которая сделана без помощи железа. Для твоей парты деревья валили в лесу стальными топорами и пилами. На доски их резали тоже пилами. Из досок все части для парты готовили стальными инструментами. И какую вещь ни возьмешь - если сама она не железная, - железо участвовало в ее изготовлении и перевозке.

Богатырский металл - железо! Впрочем, погоди, так ли это? Ведь чистое железо - мягкий металл, сам по себе он ни на что не пригоден. Но люди научились изготовлять из железа могучий металл - сталь.

А прибавив к стали немного кремния и марганца, такого хрупкого, что из него ничего не сделаешь, получают металл еще крепче простой стали. Видишь, я был прав, когда в начале книжки говорил, что не все металлы сами по себе богатыри. Силачами их делают люди.

Железобетон

Идешь ты мимо большого высокого дома и можешь не догадаться, что он на железе держится. Железа не видно. Стены как стены - серые, если дом не оштукатурен и не покрашен.

Я хочу тебе рассказать, откуда взялись дома, которые держатся на железе.

Жил в Париже садовник - это было в прошлом веке. Как-то остался он без денег. А у него в оранжерее были пальмы. Можно бы их продать, получить деньги, да нужны кадки. У пальм очень крепкие корни; они, вырастая, непрочную кадку разламывают. Обычно делали кадки из крепких дубовых досок, а когда корни вырастали и разламывали кадку, пальму пересаживали в другую кадку - побольше.

Но у садовника не было ни дубовых досок, ни денег, чтобы их купить. А был у него дома цемент. Знаешь, что это такое? Перемолотые камни с глиной или перемолотый глинозем. Если цемент смешать с водой, получается тесто, которое на воздухе твердеет. Когда строят кирпичный дом, то кирпич с кирпичом скрепляют цементом. А если к цементу прибавить вместе с водой и песок, то получится, когда эта смесь затвердеет, прочный строительный материал - бетон. Из бетона можно дома строить: он крепче кирпичей.

Вот наш садовник и решил сделать бетонные кадки. Неудачно получилось. Они были очень тяжелыми и легко раскалывались при падении. Тогда садовник еще стянул сверху бетонную кадку железными обручами и поперек железные прутья воткнул. Вот тогда вышла очень крепкая кадка. Только безобразная: серый бетон в сетке из железа, которое на воздухе скоро ржавело. Кто же купит красивую пальму в такой уродливой кадке? Садовник тогда вот какую хитрость придумал: он сперва сделал железную сетку, а потом залил ее с обеих сторон бетоном так, что сетка внутри бетона осталась.

Кадка получилась такая прочная, каких еще никогда садовник не видел. Все удивлялись. Слой бетона был совсем тонкий, а кадку хоть на каменный пол бросай - не расколется. И корни пальм не могли сломать кадку - они в ней послушно сгибались.

Попробовал садовник другие вещи таким же способом делать, все получались на редкость прочными. Но он всякие пустяки изготовлял и не догадался, что случайно сделал одно из самых важных изобретений века.

Когда знающие люди изучили, почему так необыкновенно прочны кадки садовника, оказалось, что бетон и железо словно нарочно созданы, чтобы дополнять друг друга. Железо хорошо сопротивляется ударам, но легко гнется. Бетон как раз наоборот - не гнется, зато не выносит ударов и сильного давления. Потому так легко раскалывались у садовника бетонные кадки. А железо с бетоном и не гнется и не ломается.

Но это еще не все. Ты, вероятно, знаешь, что все вещества от тепла расширяются, а от холода сжимаются. Но неодинаково. Одни вещества расширяются и сжимаются больше, чем другие. А бетон и железо расширяются от тепла и сжимаются от холода одинаково. Это делает материал очень прочным. Назвали его "железобетон".

У него много важных достоинств. Например, при пожаре железные сооружения размягчаются, гнутся и обрушиваются. А железобетон огнестоек - он выдерживает высокую температуру огня и холодную струю воды, которой тушат пожар. Кроме того, железо, покрытое бетоном, не ржавеет, потому что бетон не пропускает воду.

Когда все это узнали, стало понятным, что из железобетона надо делать не цветочные кадки, а самые большие и прочные сооружения: здания для заводов, высокие дома, большие мосты и плотины.

Так случайно парижский садовник создал материал, которым и до сих пор пользуются для постройки самых прочных сооружений.

Железо, чугун, сталь и все сплавы стали с другими металлами называют черными металлами. Все остальные металлы - цветными.

Сейчас я тебе расскажу об одном из самых важных цветных металлов.

* МЕДЬ И ЕЕ ДРУЗЬЯ *

Ты, конечно, видел медные вещи, может быть, кастрюли, хотя теперь их редко делают из меди. И уж наверное видел медный электрический провод.

Медь легко узнать по цвету - она рыжевато-красная.

Судьба у меди не простая.

Этот металл первобытные люди знали намного раньше, чем железо. Медь иногда попадалась им также, как и золото, самородками - это были куски металла, не скрытые в руде, а свободные от минералов, как бы сами родившиеся.

В то время у людей было только одно орудие труда - каменный топор. И вот нашли они медь. Попробовали, что крепче - камень или медь. Оказалось, что камень крепче.

Медь - металл довольно мягкий, непрочный. А что первобытные люди пробовали ее крепость, мы знаем: нашли куски меди, обрубленные каменными топорами. Но все же из меди тоже стали делать топоры, может быть и оружие для охоты. Делали медные топоры каменными топорами! И, в общем, от меди первобытному человеку пользы было бы немного. От чистой меди!

Но случилось так, что древним людям попалась медь в сплаве с другим металлом. Он называется

Олово

Если ты собираешь металлический лом, то олово тебе, наверное, очень часто попадается - из него делают консервные банки. И на это уходит половина всего олова, какое добывают.

Ты, чего доброго, спорить со мной станешь - скажешь, что консервные банки жестяные, а не оловянные.

А я тебя спрошу: есть такой металл - жесть? Вот ты и попался. Такого металла нет. Жестью называют тонкие листы железа, с обеих сторон покрытые оловом.

Кто же из нас прав? Да, в общем, оба правы. Банки действительно жестяные, а в жести самое важное - олово.

Добывать олово нетрудно. Оно плавится при невысокой для металлов температуре - немного больше двухсот градусов. Его в древности просто на угольных кострах выплавляли из руды.

Теперь олову много дела нашли. Но с чистым оловом надо обращаться осторожно - это металл нежный. Он на морозе может простудиться. А простуда для него - болезнь смертельная, ее даже называют оловянной чумой. Заболевшее олово из блестящего и белого становится тускло-серым, а потом рассыпается в порошок.

И случилось раз, что из-за этой оловянной чумы погибли отважные люди. Английский путешественник, капитан Скотт, отправился в экспедицию к Южному полюсу. Там еще никто из людей тогда не бывал. По антарктическому материку участники экспедиции везли грузы сперва на санях с моторами, потом на лошадях, потом на санках, в которые были впряжены собаки, а потом несли на себе. По дороге они оставляли склады с продовольствием и керосином на обратный путь. Путешественники обогревались керосиновыми печками и на керосиновых примусах варили пищу.

С огромным трудом добралась экспедиция к полюсу. Там Скотт нашел записку: оказалось, что его на месяц опередил норвежский путешественник Амундсен.

А на обратном пути Скотт и все члены его экспедиции погибли. Главной причиной их гибели было то, что со складов исчез керосин. Скотт не мог понять, куда он девался. Банки были почти пустые. Холод все усиливался, согреваться было нечем. Капитан Скотт и его товарищи замерзли.

Потом только дознались, что случилось. Банки с керосином были запаяны оловом. На морозе олово "заболело", разрушилось, и топливо вытекло. Тогда еще не знали, что олово не выносит мороза.

А само олово, как я говорил, люди знают почти так же давно, как медь.

Вот что, очевидно, произошло с первобытным человеком. Разложил он где-то костер, а когда костер потух, то под золой оказался металл - такой крепкий, что каменным топором его не разрубить. Откуда он взялся? Костер случайно был разложен на руде, в которой были два металла - медь и олово. Такие руды бывают. И олово соединилось с медью. Как ты помнишь, олово легко плавится. И сплав получился очень крепкий - крепче, чем медь и олово сами по себе. Называется этот богатырский сплав

Бронза

Теперь понятно, почему олово вмешалось в наш с тобой разговор о меди. Оно имело на это право. Медь без олова для древнего человека была почти бесполезна, а в сплаве с оловом изменила его жизнь, помогла стать великаном.

Выброшены были каменные топоры, на смену им пришли бронзовые орудия для труда и охоты. Кончился каменный век (это так говорится - "век", на самом деле это время длилось много тысячелетий). Начался бронзовый век, он продолжался, пока люди не научились получать из руды железо. А тогда начался век железный.

Смотри, как получается. Чистое железо, в общем, ни к чему. Мягкий металл, из которого ничего полезного не сделаешь. А в сплавах с углеродом и другими металлами он стал необходим людям. Просто представить себе нельзя, как бы люди создали без железа сегодняшний наш мир с его книгами, автомобилями, ракетами, летящими в космос, с машинами, которые обрабатывают землю и производят все нужные нам вещи.

И с чистой медью почти нечего было делать. Но вот немного олова попало в медь, и родился сплав, который был так необходим древним, что его именем названа целая эпоха в жизни человечества - бронзовый век.

Бронза потеряла былое величие, когда в нашу жизнь вошло железо.

Перестали мастерить из бронзы топоры - стали делать украшения.

Почти все металлические памятники великим людям, которые ты видишь на улицах городов, многие статуи, украшающие площади и сады, сделаны из бронзы.

Она довольно стойко сопротивляется главному врагу многих металлов кислороду. Только на простоявших сотни лет памятниках появляется зеленый налет. Это работа кислорода. Но он бессилен проникнуть в глубь металла, разрушить бронзу так, как разрушает железо.

Еще не так давно из бронзы делали пушки. Если ты бывал в Московском Кремле, то видел Царь-пушку. Ну, а если не пришлось побывать в Кремле, то, наверное, видел ее на фотографиях. Это огромная пушка, отлитая из бронзы около четырехсот лет назад. Существовали бронзовые орудия еще долго. Только сто лет назад их стали заменять стальными.

Теперь из бронзы делают только некоторые части машин и по-прежнему памятники, художественные статуи.

Гораздо нужнее в наши дни другой сплав. В нем с медью соединен

Цинк

Этот металл часто попадается. Он, вероятно, и дома у тебя есть. Корыта для стирки, ведра часто делают из листов железа, покрытых тонким слоем цинка. Иногда и крыши домов делают из покрытого цинком железа.

Догадался, почему цинком покрывают те железные вещи, которые соприкасаются с водой? Цинк сам не ржавеет и предохраняет железо от ржавчины.

Нередко ты пользуешься цинком и не знаешь, что он у тебя под рукой. Раскрашиваешь картинки - в твоих акварельных красках есть цинк. Помнишь, я уже говорил, что и белила приготовляют из цинка.

Глаза болят - их иногда лечат мазью, в которой есть цинк. Она так и называется цинковой мазью.

Грызешь крепкий сухарь - зубы у тебя не ломаются, потому что и в них есть цинк. В спичечных головках - тоже цинк. Куда только он не забрался!

Но больше всего цинком пользуются для сплава с медью. Этот сплав называется

Латунь

Ее еще в глубокой древности знали. Почти так же вышло, как с бронзой. Прежде получили сплав меди с цинком, а потом чистый цинк. Но чистое олово быстро научились выплавлять, а цинк - с ним тысячи лет возились. То в одной стране найдут способ добывать его из руды, а потом забудут секрет, то в другой ищут наново.

Латунь - золотистого цвета металл - дешевле чистой меди, а во многом ее и заменяет. Из латуни делают посуду, краны, дверные ручки, трубы латунь хорошо сопротивляется ржавчине. Кроме того, она может притвориться золотом: цветом похожа. Поэтому из нее делают дешевые украшения, похожие на золотые.

Снова медь

Десять тысяч лет пользовались люди медью, но только в сплавах - то с оловом, то с цинком. А теперь, в нынешнем веке, и чистая медь понадобилась. Ничего, что она мягкая. Для дела, которое ей нашли, это не помеха.

Дело в том, что медь лучше всех других металлов, лучше стали проводит электрический ток. Поэтому из меди делали электрические провода.

Но так как медь дорога, начали ее заменять и делать провода из других металлов, чаще всего из алюминия.

* РТУТЬ *

Этот металл ты, конечно, знаешь. Он удивителен тем, что при обычной температуре - жидкий. Твердеет ртуть при 39 градусах холода. У Южного полюса, где бывает самый сильный в мире мороз, больше 70 градусов холода, ртутью можно хоть гвозди заколачивать - такая она там твердая.

В старину ртуть называли жидким серебром и еще серебряной водой. Она, правда, по цвету очень похожа на серебро, а блестит даже ярче.

Для чего ртутью пользуются, ты тоже знаешь - для измерения температуры воды, воздуха, тела. Ты помнишь, что металлы, как и другие вещества, от тепла расширяются, а от холода сжимаются. Это обычно незаметно, потому что сжимаются и расширяются они немного. А вот когда ртуть в узкой стеклянной трубочке термометра, тогда видно, как она расширяется от тепла, ползет вверх по трубочке. Опустишь в холодную воду термометр - ртуть сжимается, ползет вниз.

А еще у ртути есть такое свойство: она растворяет многие металлы, в том числе золото. Этим иногда пользуются при добыче золота там, где оно рассыпано в песке очень мелкими крупинками. Растворяют крупинки в ртути, а потом ее выпаривают. На дне сосуда остается слиток золота.

Ртутью и врачи пользуются, например когда делают пломбы для зубов. Но ею надо пользоваться осторожно - ртуть ядовита. Пожалуйста, если тебе попадут в руки шарики ртути - тяжелые ее капли, которые перекатываются по столу, как живые, - не забудь потом вымыть руки.

Из всех окружающих тебя металлов единственный жидкий - ртуть. А из всех жидкостей ртуть самая тяжелая. Тебе ничего не стоит принести литровую бутылку молока или воды. Она весит около одного килограмма. А нальешь в такую бутылку ртуть, тебе ее и не поднять. Она будет весить больше тринадцати килограммов.

* РУБИДИЙ И ЦЕЗИЙ *

Ты, вероятно, даже не слыхал о таких металлах. А они очень интересные и нужные нам. Эти металлы похожи друг на друга, как близнецы. Оба они рубидий и цезий - металлы буйные и капризные. Оба редкие, да к тому же попадаются в самых неожиданных местах. Их впервые открыли в воде лечебного источника.

Цезий такой мягкий, что его можно ножом резать. Возьмешь в руку - он расплавится. Это самый легкоплавкий металл: он становится жидким при температуре 28 градусов. Но в руку-то его взять непросто - сразу загорится и обожжет тебя. Вот в чем буйство цезия: он так жадно соединяется с кислородом воздуха, что сам себя губит. Вспыхивает на воздухе и сгорает. Железу, ты помнишь, тоже вреден кислород. Но оно заболевает ржавчиной и гибнет постепенно, годами может болеть. А цезий и рубидий в чистом виде гибнут на воздухе сразу.

Как же их хранить, может быть, в воде? И не пробуй, еще хуже получится. В воде цезий и рубидий буйствуют пуще, чем на воздухе. Они не только сами загораются, они еще и воду взрывают!

Ты спросишь: разве вода может взорваться? Сама вода, конечно, не взрывается. Но она состоит из двух газов - кислорода и водорода. А водород газ не только горючий, но и взрывчатый.

Цезий и рубидий разлагают воду и взрывают водород. Как же успокоить рубидий и цезий? На воздухе они сразу загораются, а в воду опустишь раздается взрыв. Оказывается, совершенно безопасно хранить цезий и рубидий в горючем керосине! Только там эти капризные металлы ведут себя спокойно.

А оба они - цезий и брат его рубидий - для нынешней техники очень важны. Если умеючи с ними обращаться, они не буйствуют, а работают.

Прежде всего использовали их свойство жадно соединяться с кислородом. Когда делают радиолампы, надо, чтобы в них и следов воздуха не было. Насосом не удается выкачать воздух так, чтобы его совсем не осталось. Выкачав воздух из лампы насосом, остаток поручают забрать крупинке цезия. Она сразу сгорит вместе с остатком воздуха.

Но это не главная работа рубидия и цезия. У них есть еще одно удивительное свойство: как только попадут на свет - все равно солнечный или электрический, - начинают вырабатывать электрический ток. Чем больше света, тем сильнее ток, чем меньше света, тем он слабее. Это свойство сразу откликаться силой тока на изменение силы света - было очень важной находкой для техники. Оно помогло создать вещи, которые еще недавно показались бы волшебными - например, телевизор. А еще этим свойством цезия и рубидия пользуются, создавая заводы-автоматы, которые работают без людей. Вот какими нужными металлами оказались рубидий и цезий.

У них есть два близких родственника, тоже металла, не редкие, но

Такие же буйные - калий и натрий

Оба эти металла, как рубидий и цезий, загораются в воде и поджигают водород. Волшебного свойства вырабатывать электрический ток на свету у них нет. Они другим для нас важны.

Калий в соединении с различными веществами - одно из лучших удобрений для полей: помогает выращивать хорошие урожаи.

А нам с тобой калий необходим для жизни. Без него сердце не могло бы биться, да и все мускулы были бы дряблыми, никакой в них не осталось бы силы. Но ты не беспокойся. У нас в теле калий от рождения, а запасы его пополняются едой - калий есть и в мясе и во всех овощах.

И натрий мы едим каждый день. Ты, пожалуй, спросишь: как же есть натрий, коли он на воздухе загорается? Правильный вопрос. Вообще непонятным может показаться: как же добывать рубидий, цезий, калий, натрий, как этими металлами пользоваться, если они сразу сгорают?

А дело тут вот в чем: эти металлы в природе никогда не встречаются в чистом виде - всегда соединены с другими веществами, которые цепко держат их и не дают сгорать. Можно каждый из этих металлов освободить от веществ, с которыми они соединены, но тогда их надо держать в керосине, а то сгорят. А чтобы пользоваться ими, нужно опять соединить их с какими-нибудь веществами, которые не дадут им сгореть.

Ну, а как же все-таки мы едим натрий? Тоже, конечно, не чистый, а в соединении с веществом, которое называется хлор. Знаешь, что такое соединение натрия с хлором? Очень трудное у него название, боюсь, ты не запомнишь. Это соединение называется соль. Слыхал такое слово? Ну, шутка шуткой, а всерьез тоже интересно получается. Натрий ядовит, и хлор очень сильный яд. По отдельности они опасны для всего живого, а в соединении не только безопасны, а просто необходимы - без соли ведь жить нельзя. И нашему телу нужно много соли.

Когда кто-нибудь хочет сказать: "Я хорошо знаю этого человека", он часто пользуется поговоркой: "Я с ним пуд соли съел". Как ты думаешь, сколько же надо прожить с человеком, чтобы съесть с ним пуд соли? Всю жизнь? Нет, гораздо меньше. Пуд - это шестнадцать килограммов. А человек съедает в год не меньше восьми килограммов соли. Значит, всего год надо прожить с человеком, чтобы съесть с ним вдвоем пуд соли.

Вот и все про четыре металла, ни на какие другие не похожие, - про рубидий, цезий, калий и натрий.

* СВИНЕЦ *

Это металл темно-серый, даже синеватый. Он тяжелый, но мягкий. Его уже в глубокой древности добывали. Только многих свойств свинца тогда не знали и удивительно неудачно им пользовались. В древнем городе Риме устроили водопровод. Трубы римского водопровода были сделаны из свинца. И никто не догадывался, отчего римляне часто болели и даже умирали раньше, чем жители других городов. Только через несколько веков поняли, что как раз водопровод, которым римляне очень гордились, губил их. Небольшое количество свинца растворялось в воде, которая шла по трубам. А свинец - металл ядовитый. Он медленно отравлял жителей города.

Позже свинцу нашли другое дело, и опять неподходящее. В некоторых городах стали строить дома со свинцовыми крышами. Плохо было жить в таких домах. Свинец очень хорошо проводит тепло. А это значит, что он так же хорошо пропускает холод. Поэтому летом свинцовая крыша так нагревается, что хоть беги из дому, а зимой в доме холодно, как на улице.

Из свинца и белила делали - об этом я уже рассказывал, - они были вредны для здоровья и к тому же от времени темнели. Опять вышло не очень удачно.

Когда изобрели ружья, из свинца стали лить пули - для этого он годился. "Лить" - потому что их литьем изготовляют: заливают расплавленный свинец в формочки. А расплавить свинец можно в простой печке.

Металлу правильное дело находят, когда знают все его свойства. Так и со свинцом. Он оказался очень удобным металлом для многих электрических приборов. И провода в свинцовую рубашку заворачивают, чтобы не портились от сырости. А еще свинец прибавляют в стекло, и тогда получается самый красивый сорт стекла - хрусталь. Ты видел, наверное, хрусталь. В его гранях переливаются всеми цветами радуги лучи света, а легонько щелкнешь его пальцем - звенит.

Для многих книг, которые ты читаешь, как и для всякой другой, свинец тоже поработал. Из свинца вместе с другими металлами - оловом, медью, сурьмой - делают буквы. Их в типографии собирают сперва в строки, потом в страницы, покрывают черной краской и оттискивают на бумаге. Получается страница книги. Этот сплав свинца с оловом, медью и сурьмой так и называют: типографский металл. Тут, кстати, в этом сплаве есть металл, о котором я тебе еще ни слова не сказал,

* СУРЬМА *

Ты уже читал в этой книжке, какие странные бывают металлы: и жидкие, и такие, что в воде и на воздухе загораются. У сурьмы тоже есть свойства, которые делают ее непохожей на другие металлы: хрупкость, непрочность. Можно кусочек сурьмы просто пальцами растереть в порошок. А у расплавленной сурьмы другое редкое качество - в ней почти все металлы растворяются, как сахар в стакане горячего чая.

Чистая сурьма серебристо-белая, а в соединении с разными минералами она бывает то черной, то рыжей. Теперь у сурьмы два главных дела. О первом я уже сказал - она входит в состав типографского металла. Другая важная ее работа - помогать спички зажигать. В состав "терки" - боковой стороны спичечной коробки, о которую чиркают спички, - входит сурьма. Как раз от сурьмы "терка" почти черная.

* УРАН И РАДИЙ *

Просты ли простые вещества?

Помнишь, я говорил в начале книжки, что вся природа, живая и неживая, состоит из девяноста двух простых веществ - элементов. Они называются простыми потому, что из них уже нельзя извлечь никаких других веществ. Из руды можно извлечь металл, а из металла уже ничего не извлечешь - это элемент.

Но не так уж просты эти простые вещества - элементы. Каждый состоит из бесчисленного множества частиц, которые так малы, что их ни в какой прибор не увидишь. Ты, наверное, знаешь, что эти частицы называются атомами.

Люди могли по своей воле распоряжаться элементами - делать из металлов нужные им вещи, научились даже делать вещи из газов, которые есть в воздухе. А из атомов ничего нельзя было сделать. Атомы были не подвластны человеку.

Невидимые лучи

В конце прошлого века ученые сделали очень важные открытия.

Началось все с того, что один ученый положил в шкаф неиспользованную фотографическую пластинку. Она была завернута, как полагается, в черную бумагу, чтобы на нее не попал свет. А сверху лежал камушек. Это была руда металла, о свойствах которого тогда мало знали. Называется этот металл уран.

Через несколько дней ученый на всякий случай проявил эту неиспользованную пластинку и очень удивился: оказалось, что на ней есть снимок - отчетливый портрет того камушка, руды урана, что лежал поверх черной бумаги. Ты ведь знаешь, что фотографический снимок можно сделать только на свету. Откуда же взялся снимок на завернутой в черную бумагу пластинке? Значит, урановая руда, которая лежала поверх черной бумаги, сама испускает какие-то невидимые лучи. Они прошли сквозь бумагу на пластинку.

Волшебный металл

Этот опыт проверили французские ученые Пьер и Мария Кюри. И проверка привела их к новому открытию. Они убедились, что действительно уран испускает невидимые лучи. Но Мария Кюри обнаружила, что в урановой руде есть еще один металл и его излучение в миллион раз сильнее уранового! Волшебный металл назвали радий. А способность некоторых веществ испускать невидимые лучи Мария Кюри назвала радиоактивностью.

Огромного труда стоило получить хоть крупинку чистого радия. Двенадцать лет трудилась над этим Мария Кюри. И не зря. У радия оказались необыкновенные свойства. Он испускал не только невидимые лучи, которые проникали сквозь черную бумагу на фотопластинку, но и видимые: радий светился в темноте. Мало того - он излучал не только свет, но и тепло.

Один ученый положил в карман бутылочку с крупинкой радия. И скоро почувствовал ожог. Это не от тепла был ожог, а от тех невидимых лучей, что испускает радий. Они сквозь стекло и одежду обожгли кожу. Но оказалось, что эти лучи могут и лечить, да еще такую болезнь, от которой тогда совсем не умели спасать людей, - опасные опухоли. Это и стало главной работой радия - лечить опухоли и болезни кожи.

Но как же трудно было добывать этот металл! Радия очень мало в земле. Это бы еще не беда, а то беда, что добыть чистый радий из руды - сложный труд.

Чтобы добыть всего один грамм радия, нужно было: несколько вагонов урановой руды, сто вагонов угля, сто цистерн чистейшей воды и пять вагонов разных химических веществ. Представляешь себе: четыре длиннющих поезда материалов, чтобы добыть крупинку радия.

Неудивительно, что в мире не было ничего дороже этого металла. Один его грамм стоил полмиллиона рублей. Это значит, что за грамм радия надо было заплатить больше двухсот килограммов золота! И за шестьдесят лет удалось во всем мире добыть всего только один килограмм чистого радия.

Что же такое радиоактивность?

Откуда берутся таинственные невидимые лучи урана и радия - это сначала было для ученых загадкой. А когда ее разгадали, то ученым пришлось убедиться, что неправильно прежде думали, будто атом самая простая частица всякого вещества.

На самом деле атом состоит из мельчайших частиц, их называют элементарными. Одни частицы образуют плотное ядро атома, другие постоянно движутся около ядра.

И оказалось, что атомы некоторых веществ нестойки: их ядра постепенно распадаются. А распадаясь, они выделяют тепло и те невидимые лучи, которые давали отпечаток на фотографической пластинке и обжигали кожу.

Вот эти вещества с нестойкими, постепенно распадающимися ядрами атомов и называют радиоактивными.

Их в природе немного. И постепенно становится меньше. Почему же их становится меньше? Да просто потому, что атомы радиоактивных веществ, распадаясь, превращаются в атомы других веществ, уже не радиоактивных. Радий, иногда уран, теряя радиоактивность, превращаются в самый обыкновенный свинец. Так что тот свинец, который мы теперь находим в руде, миллионы лет назад мог быть радием или ураном.

Приключения урана

Тихо жил уран почти полтораста лет с тех пор, как о нем впервые узнали. Добывали урана мало, потому что он почти никому не был нужен. Только и нашли ему дела, что красить стекло да фарфор. Если добавлять к стеклу, когда его варят, уран в разных соединениях, то можно получить желтое, зеленое, даже черное стекло. И фарфор разрисовывают красками, в которые входит уран.

Но вот Мария Кюри нашла в урановой руде новый металл - радий. Добыча урановой руды увеличилась: она понадобилась, чтобы извлекать из нее радий. А большую часть урана, оставшегося в руде, отправляли на свалку.

В 1939 году ученые сделали новые удивительные открытия. И тогда урановая руда стала драгоценной уже не из-за радия, а из-за самого урана.

Началась новая жизнь этого металла - такая важная для всего человечества, что сейчас даже вспомнить смешно, как еще недавно ураном пользовались только для окраски стекла и фарфора.

Человек покоряет атом

В 1939 году ученые дознались, что атомы урана могут распадаться не постепенно, тысячелетиями, а сразу, мгновенно. И при этом выделяется огромное количество тепла.

Такой одновременный распад множества атомов урана в природе не случается. Но ученые нашли способ по своей воле разрушать ядра урановых атомов. Они придумали устройство, которое работает, как пушка. Эта пушка стреляет в атом урана и взрывает его ядро. Она стреляет невидимым снарядом - частицей, которая называется "нейтрон". В ядре всякого атома есть нейтроны. Но если в атом урана попадет лишний нейтрон и проберется в его ядро, то атом взрывается.

Но это еще не главная хитрость. Нейтроны при взрыве ядра разлетаются и могут попасть в ядра соседних атомов. И тоже взорвать их.

Взрывы, как по цепочке, будут мгновенно передаваться от одного атома к другому, словно цепляться один за другой. Это явление так и назвали цепной реакцией.

А что же получится? Произойдет взрыв огромной силы: ведь распадется сразу колоссальное количество атомов. При этом выделится столько теплоты, что она может сжечь все живое на много километров вокруг, а воздушная волна от взрыва может разрушить целый город. Устройство, в котором мгновенно взрывается множество атомов урана, называется атомной бомбой.

Оно опасно еще и тем, что радиоактивные частицы, когда их много в воздухе, вредны для всего живого - для человека, животных и растений. А при взрыве атомной бомбы их разлетается очень много.

Неужели только и пользы от великого открытия ученых, сумевших расколоть атомы урана, что можно создавать невиданной силы бомбы? Тут ведь и слово "польза" совсем не подходит - это огромный вред для людей. Тепло, которое дает атомная бомба, может только сжигать, уничтожать и разрушать.

Но ведь можно приручить атомную энергию, научить ее не разрушать, а создавать, не вредить людям, а служить им. Каким образом? По-разному. Советские ученые стали работать над тем, чтобы добывать при распаде атомов умеренное тепло, годное для полезной работы, а не для уничтожения. И это им удалось. В 1954 году у нас была построена первая в мире атомная электростанция. Тепло, которое выделяют, расщепляясь, ядра тяжелых атомов, нагревает воду, превращает ее в пар. А пар приводит в движение турбины. Они вырабатывают электрический ток.

Так впервые не дрова, не уголь, не нефть, а металл стал служить топливом. И каким замечательным топливом! Для того чтобы большая атомная электростанция давала ток, ей нужно меньше одного килограмма урана на сутки работы. А угля или нефти понадобились бы десятки вагонов.

Это было только началом. Пять лет спустя в первое плавание по нашим северным морям отправился первый в мире атомный ледокол "Ленин". Для него тоже готовит пар урановое топливо. В одном грамме урана заключено энергии столько, сколько в двух тысячах литров бензина. Ледоколу не надо заходить в порт, чтобы запастись углем или нефтью, каждые несколько недель. Он может сразу взять на борт уранового топлива столько, что ему хватит на два-три года работы во льдах.

Еще мощнее два других советских атомных ледокола, построенные вслед за первым.

Где особенно нужно топливо, которое дает много энергии и занимает мало места? В космосе, конечно! Это значит, что уран - не только самое современное горючее нашего века. Это еще и горючее будущего. На урановом топливе могут работать космические ракеты.

Девяносто два?

Помнишь, я говорил, что человек мог делать все нужные ему вещи из девяноста двух элементов, которые есть в природе, но атомы, из которых состоят все элементы, человеку не были подвластны.

Теперь иначе. Радиоактивный металл уран открыл ученым дорогу к власти над атомом. И эта власть не только в том, что можно, расщепляя атомы урана, получать энергию. Власть больше! Человек теперь может создавать новые металлы - новые элементы, которых вовсе нет в природе или так мало, что их и обнаружить нельзя.

Уже не приходится тратить миллионы рублей и огромное количество материалов, чтобы добыть крупинки радия, нужного для лечения. Радий отлично заменяют новые, созданные человеком радиоактивные элементы.

Из всех созданных учеными новых элементов больше всего пользуются плутонием. Он образуется при расщеплении атомов урана и сам может служить атомным топливом. Это важно, потому что годного для получения атомной энергии урана в земле не так уж много.

Вот что я хотел тебе рассказать о металлах.

Сперва человек пользовался только металлами, которые находил в самородках, - золотом, медью.

Потом научился добывать металлы из руды.

Потом стал их соединять так, что хрупкие или мягкие металлы становились богатырями.

Затем, уже в наши дни, человек извлек великую мощь из самого сердца металла - из ядра его атома.

И может теперь, добравшись до атома урана, создавать новые металлы, каких нет в природе.

Content

Ивич Александр
70 богатырей