Александр Мейерович
Путешествие в мир металлов
Магическое число 7, или человек начинает использовать металлы
Знакомство человека с металлами началось с золота, серебра и меди, то есть с металлов, встречающихся в свободном состоянии на земной поверхности; впоследствии к ним присоединились распространённые в природе и легко выделяемые из их соединений олово, свинец, железо и ртуть. Имеются веские основания предполагать, что первоначально металл добывали на территории Египта и Ближнего Востока, и делали это обжигом руд на открытом огне. Такая техника относится примерно к VI–V тысячелетию до н. э. Лучше всего древние металлурги освоили производство меди – из неё делали орудия труда и оружие. Для этого расплавленный металл заливали в формы из обожжённой глины. К семи известным с глубокой древности металлам в Средние века прибавились цинк, висмут, сурьма и в начале XVII столетия – мышьяк. С середины XVIII века число открытых металлов быстро возрастает, к началу XX столетия доходит до 65, а к началу XXI века – до 96. Обилие химических элементов, известных к середине XIX века, стало не на шутку тревожить исследователей. Каждый новый приносил с собою десятки новых проблем и вопросов, а тут ещё со старыми проблемами, со старыми вопросами справиться было мудрено. Не случайно именно в те годы великий английский учёный Майкл Фарадей с грустью признавался: «Было время, когда стремились увеличить число металлов, теперь мы хотим его сократить».
Обжиг руды, плавка и рафинирование (очистка) металла. Фотография рисунка из музея серебряного рудника «Каролинский рудник» в Зексау, Германия
Поговорим немного про металлы, которые первыми вошли в жизнь человека.
И начнём мы с меди.
Медь – металл Венеры
В Средние века алхимики и астрологи считали, что каждому металлу соответствует своя планета. Медь связывали с Венерой, а потому её называли металлом Венеры.
Медь находится в природе в самородном виде и в виде солей, а также в сплавах с другими металлами – мышьяком, сурьмой, теллуром, золотом, серебром, платиной и палладием. Сначала из неё делали украшения. Позже выяснилось, что медь обладает множеством полезных свойств: благодаря высокой ковкости из неё можно изготавливать предметы различных форм. Медь проще обрабатывать, чем кость или камень, а потому наконечник стрелы или нож из неё можно сделать быстрее, да и заточить гораздо легче. Потом обнаружилось, что медь нетрудно извлечь из особых камней-минералов путём плавления. Так начался Медный век. Следы древних рудников, печей и шлака сохранились до сегодняшнего дня. Последние археологические находки древнейших металлических предметов на Ближнем Востоке и в Анатолии подтверждают получение и применение металлургической меди уже в начале VII тысячелетия до н. э. Индейцы Канады длительное время, начиная с III тысячелетия до н. э., использовали самородную медь. Их история даёт нам хорошую иллюстрацию жизни людей Медного века. Когда туда вслед за Колумбом прибыли искатели приключений и драгоценных металлов, местные индейцы не знали не только железа, но и бронзы. Основные «медные» центры находились в области Великих озёр. Плавка индейцам была не известна. Самородную медь расплющивали молотками, а затем разрезали на отдельные куски, из которых делали оружие (медные наконечники стрел и копий, ножи, топоры) и домашние предметы. Из меди делали украшения, посуду и культовые изделия. К моменту появления здесь европейцев у северо-западных индейцев были даже своеобразные «деньги» в виде пластинок из чистой самородной меди.
Со II тысячелетия до н. э. медь стали добывать на островах Эгейского моря, в том числе на Кипре, который на столетия стал центром экспорта меди в Древнем мире. (Медедобывающая промышленность сохраняла своё значение для экономики Кипра вплоть до начала ХХ века.) Само слово Кипр созвучно древнегреческому «купрос» – медь. И теперь уже не ясно, что появилось первым – название острова или название металла.
Медные минералы: куприт, азурит, эритрит, малахит, халькопирит, халькозин
Древние металлурги разливали медь в виде плоских прямоугольных слитков с вытянутыми краями весом от 20 до 30 кг. Такие слитки из-за их формы археологи называют «бычьей кожей», и в середине II тысячелетия они поступали в разные страны для дальнейшей переработки. Доказательствами тому служат находки античных торговых кораблей с грузом слитков меди, затонувших на судоходном маршруте между Кипром и странами восточного Средиземноморья.
В древние времена предметы из меди и медных сплавов, например бронзы, ценились за их цвет и свойства. Из-за своей твёрдости сплавы использовались прежде всего для изготовления оружия и доспехов! И когда мы говорим о бронзе, то представляем средневековые пушки или церковные колокола. Но применение бронзы с античных времён до наших дней всегда было гораздо шире, включая также производство бытовых и культовых предметов. Благодаря широкому спектру полезных свойств медь и её сплавы находят применение и в домашнем хозяйстве.
Особый внешний вид и возможность лёгкой обработки меди играют и сегодня всё большую, в том числе декоративную, роль в различных домашних устройствах.
Слитки меди в виде «растянутой бычьей шкуры». XII век до н. э. Археологический музей. Ираклион, Крит;
Слитки меди в виде «браслета». Ранний бронзовый век, 2200–1600 г. до н. э. Горный музей. Бохум, Германия
Медь обладает высокой электропроводностью, применяется в электротехнике, в первую очередь для изготовления кабелей и проводников.
Медь популярна в строительстве, так как она мягкая и легко обрабатывается. Кроме того, в отличие от стали, даже при низких температурах она не становится хрупкой при длительной эксплуатации.
Высокая теплопроводность меди является преимуществом при изготовлении нагревательных устройств. При этом в медных трубах для горячей воды теряется меньше тепла.
А знаете ли вы, что медь играет важную роль в качестве микроэлемента в организме человека: она присутствует в нашей крови, работает в нервных клетках и иммунной системе.
Эмпедóкл (490–430 годы до н. э.), древнегреческий философ, политик и врач, для улучшения самочувствия носил медные сандалии. Аристотель (384–322 годы до н. э.) считал этот металл прекрасным средством лечения опухолей, ушибов, ссадин и, ложась спать, держал в руке медные шарики. Медь улучшает работу сердца, оказывает противовоспалительное действие. Mедью лечат заболевания глаз и кожи. В старину медью лечили глистные заболевания, малокровие, менингит. Больным эпилепсией вкладывали в руки медные монеты, шарики и кольца. Медь способна убивать микробы. Например, работники медных заводов не болели холерой, а солдаты, носившие на теле медные кресты, оставались в живых во время эпидемий чумы. Кузнецы, опоясанные медной проволокой, никогда не страдали радикулитом.
Надо сказать, что всё хорошо в меру. Как недостаток, так и избыток меди в организме вызывают заболевания. Соли меди разрушают клетки крови эритроциты; вызывают расстройства нервной системы, гастриты, язвенную болезнь желудка и заболевание костной системы; нарушают работу печени и почек, снижают иммунитет, портят зубы и слизистую рта.
Ну, а теперь поговорим о золоте.