Ба́рий (лат.Barium); обозначается символом Ba) — элемент второй группы, шестого периода периодической системы (по старой классификации — главной подгруппы второй группы) с атомным номером 56. Как простое вещество барий представляет собой мягкий, ковкий щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Обладает высокой химической активностью; ядовит. Своё название получил от др.-греч.βαρύς — «тяжёлый».
Содержание бария в земной коре составляет 0,05% по массе; в морской воде среднее содержание бария составляет 0,02 мг/л. Барий активен, он входит в подгруппу щелочноземельных металлов и в минералах связан достаточно прочно. Основные минералы: барит (BaSO4) и витерит (BaCO3). Сульфат бария, нерастворимый и нетоксичный, применяется в качестве рентгеноконтрастного вещества при медицинском обследовании желудочно-кишечного тракта.
Стронций и барий встречаются гораздо реже, но тот, кто когда-либо занимался изготовлением самодельных фейерверков или бенгальских огней, наверно пользовался азотнокислыми солями этих металлов: барием зеленого огня и стронцием для красного. Достать эти соли в аптеке не трудно.[3]
Барий в научной и научно-популярной литературе[править]
Довольно замечательно отношение глиния к соединениям бария; убедившись, что цинк восстановляет барий из его хлористого соединения, но не действует на хлористый глиний, можно было подумать, что глиний в свою очередь и может быть еще с большею легкостью восстановит барий. Для опыта я взял прокаленный, истертый в порошок хлористый барий и положил его с кусками глиния в угленой тигель; наполненный таким образом тигель помещен был для защиты от окисления в другой, глиняный, и обсыпан порошком угля; потом все это накаливалось в продолжение нескольких часов. В остывшем тигле я нашел сплавленный металлический королек, который оказался чистым, не изменившимся глинием без всякой примеси бария. Итак, очевидно, что глиний не разлагает хлористого бария. По особенным соображениям я, однако, был убежден, что глиний, если и не восстановляет бария из его хлористого и вероятно также бромистого и йодистого, то будет восстановлять его из кислородного соединения, т. е. из окиси. Чтобы убедиться в этом опытом, я взял безводную окись бария и, прибавив к ней некоторое количество хлористого бария как плавня, положил эту смесь вместе с кусками глиния в угленой тигель и таким же образом накаливал его несколько часов. По охлаждении тигля я нашел в нем металлический сплав уже совсем другого вида и физических свойств, нежели глиний. Этот сплав имеет крупнокристаллическое строение, очень хрупок, свежий излом имеет слабый желтоватый отблеск; анализ показал, что он состоит на 100 ч. из 33, 3 бария и 66, 7 глиния или, иначе, на одну часть бария содержал две части глиния; химические его свойства соответствуют его составу, он легко разлагает воду уже при обыкновенной температуре, отделяя водород, причем образуется белый студенистый осадок, но вода не делается щелочною, ― это я объясняю тем, что барий и глиний окисляются одновременно, и окиси их соединяются, по мере образования, в нерастворимый осадок. Таким же образом я действовал глинием на хлороокись кальция, но сплавленный после реакции металл не показал и следов кальция.[1]
— Николай Бекетов, «Восстановление бария и калия глинием», 1865
Фракция, собранная между 93-98°, дала при анализе следующие результаты: 0, 1932 гр. вещества произвели 0, 4362 гр. углекислоты и 0, 1835 гр. воды, чему отвечает следующее процентное содержание. При нагревании в запаянной трубке с крепкой баритовой водой в водяной бане уксуснокислый третичный бутил медленно <хотя и полностью> разлагается, производя уксуснокислый барий и тримэфилкарбинол, легко узнаваемый по запаху и по кристаллизации. <...>
Из солей триметилуксусной кислоты были получены в чистом виде две: баритовая и серебряная. Триметилуксуснокислый барий (С5Н902) 2Ва + 5Н20 был получен насыщением кислоты баритовой водой. Избыток барита удален струей угольной кислоты и раствор прокипячен. Насыщенный горячий раствор соли, полученный осторожным выпариванием, застывает при охлаждении в массу тонких иголок, расположенных звездообразно. Выпаривая медленно раствор при обыкновенной температуре или медленно охлаждая ее концентрированный и теплый раствор, можно получить кристаллы соли в виде длинных, бесцветных и блестящих тонких призм, расположенных расходящимися пучками. В эксикаторе над серной кислотой, уже при обыкновенной температуре, эти кристаллы легко выделяют всю кристаллизационную воду и при этом тускнеют, но сохраняют свою форму. Триметилуксусный барий очень легко растворим в воде, но трудно смачивается ею. Кристаллы соли, брошенные на поверхность воды <растворяясь>, приходят в быстрое движение. Водяной раствор соли при кипячении выделяет кислые пары, а самый раствор становится щелочным, как это имеет место и для других видоизменений валериановой кислоты.[7]
— Александр Бутлеров, «Теоретические и экспериментальные работы по химии», 1851-1886
Триметилуксусный барий (С5Н9O2) 2Ва + 5Н2O, уже описанный мною прежде, представляет тонкие прозрачные <бесцветные> пластинчатые призмы, легко белеющие и выветривающиеся в сухом воздухе с сохранением своей формы (Фридель нашел в нем то же самое содержание воды). Триметилуксусный стронций (C5H9O2) 2Sr + 5Н2O образует длинные, идущие от общих центров призмы с шелковистым блеском; выветривается легко, причем кристаллы рассыпаются <на мелкие кусочки>, растворяется в воде значительно труднее бариевой соли. 0,1895 гр. кристаллизованной слегка высушенной соли дали 0,0910 гр. сернокислого стронция. Триметилуксусный кальций довольно легко растворим в воде, ― в горячей воде легче, чем в холодной, и легко кристаллизуется в призмах с шелковистым блеском, соединенных пучками. [7]
— Александр Бутлеров, «Теоретические и экспериментальные работы по химии», 1851-1886
На съезде представлю общий теоретический очерк. Вот некоторые из новых, мной полученных данных: сернокислые соли (стронций, барий) диморфны и при определенной температуре превращаются в новое видоизменение. Пока изучено это явление мною несколько для целестина, новое видоизменение получено мной в виде призм с косым затемнением, по-видимому, одноклиномерной C.[8]
Кальций наиболее известен нам в виде солей: углекислой, называемой мелом, сернокислой ― называемой гипсом и, наконец, в виде едкой извести, употребляемой для штукатурки. Стронций и барий встречаются гораздо реже, но тот, кто когда-либо занимался изготовлением самодельных фейерверков или бенгальских огней, наверно пользовался азотнокислыми солями этих металлов: барием зеленого огня и стронцием для красного. Достать эти соли в аптеке не трудно. <...> Трудность приготовления препаратов зависит от выбираемого металла. Препараты из солей стронция удаются легче всего, требуя 400-600° для своего приготовления, затем идет кальций, приготовляющийся при 500-700°, и, наконец, барий при 1000° и выше. Что касается цвета светящегося порошка, то он зависит от состава соли, из которой приготовляется вещество. <...>
Барий: сернокислого бария (тяжелого шпата) 12 г угля древесного 2 г около часа светло-желтого каления (свыше 1000°) дает оранжевое свечение, но редко удается в домашней обстановке. Лучше замесить эту смесь с небольшим количеством теста и скатать шарики, которые подсушить, а потом уже прокаливать. Указанные рецепты даны на основании личной практики, но в виду незначительной даже разницы в составе примесей в солях могут получиться другие оттенки цвета.[3]
Тусклым зеленовато-желтым огнем горел какой-то маленький предмет. Оказалось, что светится кусочек бумаги. Бумага была не простая: она была покрыта с одной стороны толстым слоем платино-цианистого бария. Это вещество имеет обыкновение светиться, если на него упадут солнечные лучи. Но ведь на дворе ночь, в комнате полная тьма. Почему же светится платино-цианистый барий? В полной тьме Рентген нащупал рубильник и разомкнул ток. Бумага, которую он держал в руке, сейчас же перестала светиться. Он снова включил ток. Бумага засверкала снова. Снова выключил. И бумага опять погасла. Рентген уже и не думал уходить из лаборатории.
Рентген решил исследовать непонятное явление. Что заставляет бумагу светиться? Индукционная ли катушка, по обмотке которой бежит электрический ток, или стеклянный баллон, в котором ток проходит сквозь разреженный газ?[9]
Индукционная катушка тут ни при чем. Она одна не может заставить бумагу светиться. Все дело в баллоне: когда сквозь баллон с разреженным воздухом проходит электрический ток, тогда-то и светится платино-цианистый барий. Значит, под действием тока стеклянный баллон с разреженным газом приобретает какую-то особую, таинственную силу. Что же это за невидимая сила, проходящая не только сквозь стеклянные стенки баллона, но и сквозь картонный футляр, прикрывающий этот баллон? Всю ночь с 8 на 9 ноября 1895 года Рентген провел без сна у себя в лаборатории.[9]
Наряду с получением оптического флюорита были предприняты попытки синтезировать фториды других металлов, обладающие интересными оптическими свойствами. После этих синтезов оказалось, что неизвестный в природе монокристаллический фтористый барий уступает флюориту в прозрачности к дальнему ультрафиолету, но зато пропускает более широкий участок инфракрасных лучей. Фтористый литий, наоборот, лучше флюорита пропускает ультрафиолетовое излучение, но у него уже пределы проницаемости для инфракрасных лучей.[10]
Сейчас старейшее русское химическое предприятие специализируется на выпуске дорогих высококачественных реактивов. Это ― бариевые присадки к смазочным маслам и топливу (хлористый барий и гидроокись бария), карбонат бария для стекольной промышленности и радиоэлектроники, гипосульфит, хлористый кальций. Продукцию Бондюжского химического завода имени Л. Я. Карпова хорошо знают в фармацевтической промышленности, в исследовательских лабораториях. Ее потребители ― около 2000 предприятий 200 городов Советского Союза, страны социалистического содружества, Ирак, Алжир.[11]
Но как же мог барий образоваться из урана? Да ведь потому Ган и написал Лизе Мейтнер, что не находил ответа на этот вопрос, а в справедливости полученных результатов не сомневался. Настолько не сомневался и настолько был поражен ими, что, накануне рождества позвонил своему другу ученому-издателю Паулю Розбауду и попросил оставить в январском номере Naturwissenschaften место для срочной публикации. <...> Конечно, о чуде деления ядер узнали на Блегдамсвей все. И однажды скептический Плачек ― теперь уже бездомный чех, собиравшийся в Америку, ― сказал Фришу, что барий барием, но надо еще экспериментально убедиться в существовании высокоэнергичных обломков урана: а вдруг 200 миллионов электрон-вольт ― теоретическая иллюзия?[5]
Для диагностики слабоконтрастных тел пользуются следующим методом: во время просвечивания исследуемому предлагают проглотить одну чайную ложку бариевой взвеси консистенции густой сметаны, а затем запить ее несколькими глотками воды. При этом барий оседает на инородном теле и длительно не смывается водой, образуя стойкое контрастное пятно, соответствующее локализации инородного тела. В некоторых случаях применяют и такой метод: пострадавший проглатывает ватный комок, пропитанный бариевой взвесью, и комок этот останавливается на уровне инородного тела.[12]
Обычно считается, что в гидридах щелочных металлов происходит перенос заряда от атома металла к водороду, и таким образом реализуется ионная связь. Данные по сжимаемости гидридов дают основание предположить другую электронную конфигурацию, когда электрон атома водорода достраивает оболочку атома Cs до электронной конфигурации Ва. При этом оба внешних электрона находятся в электрическом поле как Cs+, так и Н+. Энергия сродства атома цезия к протону составляет 7,6 эВ, потенциал ионизации изолированной молекулы CsH, по-видимому, близок к потенциалу ионизации атома Ва, равному 5,2 эВ. Их сумма 12,8 эВ несколько меньше энергии электрона в основном состоянии атома водорода. Перенос электрона от атома водорода к атому цезия в твердом CsH и создание электронной конфигурации двух внешних электронов в электрическом поле атомного остова Cs+ и Н+, аналогичной электронной конфигурации атома бария, возможно происходит за счет взаимодействия с соседними атомными ячейками. Такое взаимодействие заметно увеличивает энергию электронов в состоянии равновесия в атомной ячейке твердого тела.[13]
— Борис Надыкто, «Электронные фазы твердых тел», 2001
Барий в публицистике и художественной прозе[править]
― Не могу понять, ― посмотрите!
― Как будто бы барий! ― Ее я разрушил и выпарил, а ― посмотрите-ка! К носу Наумова ― десять пробирок всегда подымались, куда б ни пришел; он, премаленький, все-то покачивал укоризненно лысинкой, да очками поблескивал, внюхиваясь в сто пробирок. Взболтнет, и приложит к ноздре; и замрет, как собака, разрывшая норку кротиную. <...>
― Так вы и делайте!
Только потом открывал с издевательским просто приплясом:
― Эк вы: что же в чистой воде не откроете бария разве? Да что угодно откроется: барий и кальций, и калий, и натрий; нет, вы научитеся отличать растворенное, данное, от просто почвенных примесей… химик! И сделавши нам «длинный нос», шел довольный: принюхаться к следующему приставале.[2]
Я потом предложил развитие метода «искусственной кометы» ― использовать в качестве «рабочего вещества» вместо натриялитий. Такой же оптический эффект можно было получить, испаряя в десятки раз меньше вещества. А цвет литиевой «кометы» должен был быть багрово-красный. Космические корабли стали бы похожи на трассирующие пули! Ничего из этого не вышло ― никто этим серьезно не заинтересовался. Тогда же я предложил в качестве «рабочего вещества» стронций и барий, подчеркнув богатые возможности этого метода для исследования земной магнитосферы. Через много лет в ФРГ были весьма успешно осуществлены эти эксперименты.[15]
На курсе был парень с недостатком речи: ко всем согласным, кроме шипящих, привязывалось «х» ― последствие волчьей пасти в младенчестве.Для обычного, разговорного общения ― легкие помехи, не больше. Но на экзаменах или на таких зачетах, как анализ, он сводил артикуляцию до уровня невоспринимаемого и непереносимого. Подходил с листочком к преподавателю и, не выпуская из рук, произносил: «Хахий, хахий, хахий и хохий». Это должно было значить «калий, натрий, магний и кобальт». Это могло значить «кальций, барий, кадмий и молибден». Даже на купрум и висмут годились хахий и хохий.[16]
— Анатолий Найман, «Славный конец бесславных поколений», 1994
Увидеть школьную учительницу в случайных обстоятельствах, в частной обстановке ― всегда легкий шок, изумление, особенно такую, как эта и в школе-то не очень уместная фигура. Ходил слух, что она жена директора Русского музея. Стройная, элегантная, с туго забранными назад черными волосами, яркими губами, прямым носом, с отрешенным выражением лица, равнодушная к знаниям учеников, пристрастная к качествам их характера, к их настроенности. «Ну же, ― могла она закричать на уроке, ― чем ты высадишь из раствора кальция, алюминия и железа барий, только барий?! Ты? Ты?[6]
Был болен раком.
От боли ползал раком.
И с каждым днем
Жизнь угасала в нем.
И вот конец.
Последний вздох Как квак.
В крови полотенце,
И не разжать кулак.
Все позади: Рентген. Уколы, Барий…
На очереди крематорий.[4]
