Кре́мний (лат.Silicium; обозначается символом «Si») — химический элемент14-й группы, третьего периода периодической системы (по устаревшей классификации принадлежит к главной подгруппе четвёртой группы, или к группе IVа) с атомным номером 14. Как простое вещество при нормальных условиях кремний существует в аморфной модификации — это коричневый порошок; а в кристаллической — тёмно-серый, слегка блестящий полуметалл.
Кремний — второй по распространённости в земной коре химический элемент (после кислорода). В земной коре кремний встречается в связанном виде. Чаще всего в природе кремний встречается в виде кремнезёма — соединений на основе диоксида кремния (IV) SiO2 (около 12% массы земной коры). Основные минералы и горные породы, образуемые диоксидом кремния, — это песок (речной и кварцевый), кварц и кварциты, кремень, полевые шпаты. Отмечены единичные факты нахождения чистого кремния в самородном виде. Вторую по распространённости в природе группу соединений кремния составляют силикаты и алюмосиликаты (различные глины).
В мемуарной и художественной литературе, лишённой научной точности, слово «кремний» нередко употребляется в «расширительном» значении (примерно так же, как это имеет место в отношении глинозёма), включая в себя разные природные соединения, прежде всего, кремень и кварц.
Мы видели, что из одиннадцати перечисленных элементов (двенадцатый, кремний, не оказался необходимым) семь элементов золы: фосфор, сера, хлор, калий, кальций, магний и железо, а также азот поступают через корень.[1]
Лишь теперь я понял: никогда
нам не надо превращаться в кремний.[2]
— Владимир Нарбут, «Обвиняемый усат и брав...» (из книги «Александра Павловна», из цикла «Любовь»), 1915
...химия кремния и бора обнаруживает большую аналогию с химией углерода.[3]
— Макс Блох, «Углерод и его соседи в периодической системе», 1923
...кремний. В морской воде он находится в количестве одной-двух десятитысячных долей процента, а в кремневых губках он составляет до девяноста процентов их сырого веса![4]
Веществ, обладающих атомными решётками, сравнительно мало. К ним принадлежат алмаз, кремний и некоторые неорганические соединения. Эти вещества характеризуются высокой твёрдостью, они тугоплавки и нерастворимы практически ни в каких растворителях. Такие их свойства обусловлены прочностью ковалентной связи.[5]:154
Как углерод, входя в состав всех органических веществ, является важнейшим элементом растительного и животного царства, так кремний — главный элемент в царстве минералов и горных пород.[5]:492
Если накаливать в электрической печи смесь песка и кокса, взятых в определённом соотношении, то получается соединение кремния с углеродом — карбид кремния SiC, называемый карборундом.[5]:493
В середине декабря содержание кремния в чугуне поднялось до верхних границ нормы, и как раз в декабре кривая брака взлетела кверху. В начале января резко упал кремний и так же резко упал брак.[6]
Велика была прозорливость ученого, уже в те времена предвидевшего бурное развитие кремнеорганической химии. Вудрум был прав: силиций дает сложнейшие органические соединения.[8]
— Александр Мееров, «Сиреневый кристалл» (глава 3. Открытие профессора Вудрума), 1963
К этому времени силициевая плазма уже изучалась во многих научно-исследовательских институтах.[8]
— Александр Мееров, «Сиреневый кристалл» (глава 12. Труп Баокара), 1963
...химию кремния подробно изучили еще в прошлом веке. А вот что он ценный полупроводник, узнали недавно. И это было словно вторым рождением элемента.[9]
— Дмитрий Трифонов, «Настанет ли век редкоземельных элементов?», 1965
Если без углерода невозможна была бы органическая жизнь, то без кремния невозможна «жизнь» земной коры.[10]
Первым на способность кремния образовывать полимеры обратил внимание Дмитрий Иванович Менделеев. Сто восемь лет назад он высказал предположение, что двуокись кремния ― высокомолекулярное соединение <...>. Именно этим объяснял он тугоплавкость и нелетучесть двуокиси кремния.[11]
С пронзительным скрипом блистающий кремний вскипит,
и полая яма пустыни прогнётся упруго.[12]
— Николай Байтов, «Когда, убывая за ломаной кромкой камней...» (из цикла «Пустыня»), 1985
...между углеродом и кремнием очень много общего, но это разные элементы, которые образуют несхожие соединения. И, к сожалению для всех читателей фантастических романов, кремний просто неспособен на такое, на что способен углерод.[13]
...на основе кремния можно создать не менее сложные «мозги», чем на базе углерода. Теоретически вполне возможно заменить все нейроны вашего мозга кремниевыми транзисторами.[13]
Кремниевые формы жизни должны были бы выстраивать обмен веществ только на твёрдых соединениях, которые плохо смешиваются. Таким образом, сложно себе представить, как кремниевые существа могли бы делать что-либо.[13]
На основании в значительной степени собственных 20-летних работ Stock доказывает, что и химия кремния и бора обнаруживает большую аналогию с химией углерода. Соединения кремния, благодаря одинаковой валентности, имеют соответствующие формулы, они представляют сцепления атомов значительной длины, образуют летучие соединения с водородом, кислородом и азотом. В отличие от углерода, наблюдается большее стремление к конденсации молекул, в особенности содержащих кислород. Большое сродство кремния к отрицательному кислороду и галоиду делает соединения кремния чувствительным к воздуху. Что касается химии бора, то она показывает многообразие соединений, преобладает сродство к кислороду, выражающееся в легкой разложимости гидридов водой. Молекулы конденсируются, существуют многочисленные высокомолекулярные гидриды, отсутствуют летучие соединения кислорода и азота. Stock показывает, что углерод соединяет все химические свойства своих соседей, и, наоборот, отдельные свойства углерода встречаются у последних. И, действительно, мы наблюдаем у кремния четырехатомность и тот же состав соединений, у бора ― разнообразие соединений и реакций и склонность к образованию длинных цепей атомов; у азота способность к образованию низкомолекулярных летучих соединений; у кремния и бора ― образование высокомолекулярных нелетучих соединений, у азота и кремния ― образование молекул, одновременно содержащих положительный водород и отрицательный кислород.[3]
— Макс Блох, «Углерод и его соседи в периодической системе», 1923
Хотя бор расположен в третьей группе периодической системы, он по своим свойствам наиболее сходен не с другими элементами этой группы, а с элементом четвёртой группы — кремнием. В этом проявляется «диагональное сходство», уже отмечавшееся при рассмотрении бериллия. Так, бор, подобно кремнию, образует слабые кислоты, не проявляющие амфотерных свойств, тогда как Аl(ОН)3 — амфотерное основание. Соединения бора и кремния с водородом, в отличие от твёрдого гидрида алюминия, — летучие вещества, самопроизвольно воспламеняющиеся на воздухе. Как и кремний, бор образует соединения с металлами, многие из которых отличаются большой твёрдостью и высокими температурами плавления.[5]:609-610
Кремний растворим в расплавленных металлах. При медленном охлаждении раствора кремния в цинке или в алюминии кремний выделяется в виде хорошо образованных кристаллов октаэдрической формы. Кристаллический кремний обладает стальным блеском. Кристаллы кремния высокой чистоты, имеющие минимальное число дефектов структуры, характеризуются очень низкой электрической проводимостью. Примеси и нарушения правильности строения резко увеличивают их проводимость.[5]:492
Необходимый для изготовления полупроводниковых приборов кремний высокой чистоты получают более сложным путём. Природный кремнезём переводят в такое соединение кремния, которое поддаётся глубокой очистке. Затем кремний выделяют из полученного чистого вещества термическим разложением или действием восстановителя. Один из таких методов состоит в превращении кремнезёма в хлорид кремния SiCl4, очистке этого продукта и восстановлении из него кремния высокочистым цинком, Весьма чистый кремний можно получить также термическим разложением иодида кремния SiI4 или силана SiH4. Получающийся кремний содержит весьма мало примесей и пригоден для изготовления некоторых полупроводниковых приборов. Для получения еще более чистого продукта его подвергают дополнительной очистке, например зонной плавке.[5]:492-493
Если накаливать в электрической печи смесь песка и кокса, взятых в определённом соотношении, то получается соединение кремния с углеродом — карбид кремния SiC, называемый карборундом. <...>
При высокой температуре кремний вступает в соединение со многими металлами, образуя силициды. Например, при нагревании диоксида кремния с избытком металлического магния восстанавливающийся кремний соединяется с магнием, образуя силицид магния Mg2Si.[5]:493
Отвергает Ярковский и гипотезу обыкновенного горения на Солнце каких-то веществ: даже в том случае, если бы Солнце целиком состояло из кремния, говорит он (а кремний ― это «одно из веществ, дающих при горении наиболее единиц теплоты»), оно полностью бы сгорело за две с небольшим тысячи лет.[15]
— Сергей Владимиров, «Кто разгадал загадку Солнца?», 1965
Идет процесс переосмысливания химического существа известных элементов и их соединений. В его основе ― коллективное открытие, значение которого мы пока ещё не можем оценить по достоинству. Оно заключается в том, что 13 элементов, расположенных здесь, могут образовывать и образуют гигантские цепи полимерных молекул. Ещё недавно считалось, что этим замечательным свойством обладает только углерод, но оказалось, что гомоцепные полимеры (полимеры, молекулы которых составлены из атомов одного и того же элемента) образуют также кремний, бор, фосфор, сера, селен, германий, сурьма, мышьяк, теллур, висмут, олово и полоний. Разницей в молекулярном весе объясняется различие физических свойств у аллотропных модификаций этих элементов.[16]
При обычной температуре рубидий разлагает воду столь бурно, что выделяющийся водород тут же воспламеняется. При 300° C его пары разрушают стекло, вытесняя кремний.[17]
Кремний ― силиций (вместе с кислородом) это земная кора. Первые примитивные инструменты ― топор, мотыга, наконечник для копья и стрелы были из кремня. Кремневым огнивом первобытный человек высек огонь ― могучее средство, которым он стал, сначала бессознательно, перекраивать химические связи, а значит, и окружающий его мир. Кремний превращён в стекло и бетон, преобразившие пещеру троглодита в жилище, лабораторию, завод современного человека. Кремний стал первым независимым от Земли источником энергии на космических кораблях.[11]
С каждым новым столетием ― а теперь и десятилетием, даже годом ― кремний получает новые профессии. <...> Первым на способность кремния образовывать полимеры обратил внимание Дмитрий Иванович Менделеев. Сто восемь лет назад он высказал предположение, что двуокись кремния ― высокомолекулярное соединение, что формула кремнезёма не SiO2, a (SiO2)n. Именно этим объяснял он тугоплавкость и нелетучесть двуокиси кремния. Но сто лет назад химия полимеров находилась в зачаточном состоянии. Дальнейшее ее развитие пошло по пути синтеза и исследования полимеров на основе углерода. Лишь в последние два-три десятилетия ученые стали проявлять живой интерес к полимерам с неорганическими цепями.[11]
Кремний ― силиций (вместе с кислородом) это земная кора. Первые примитивные инструменты ― топор, мотыга, наконечник для копья и стрелы были из кремня. Кремневым огнивом первобытный человек высек огонь ― могучее средство, которым он стал, сначала бессознательно, перекраивать химические связи, а значит, и окружающий его мир. Кремний превращен в стекло и бетон, преобразившие пещеру троглодита в жилище, лабораторию, завод современного человека.[11]
Рентгеноскопические исследования, проведенные уже в наше время, подтвердили догадку Менделеева. Было установлено, что кристаллический кремнезём ― кварц представляет собой трёхмерный сетчатый полимер. Цепочка кремнекислородных тетраэдров очень прочна, связь кремния с кислородом намного прочнее, чем, например, связь между атомами углерода в цепи органических полимеров. Кремнекислородным цепочкам хватает и гибкости, но в мире минералов они образуют жесткие сплетения в виде сеток и пространственных решеток, которые хрупки и неподатливы при механической обработке. Для того чтобы кремнекислородные цепочки оставались гибкими, эластичными, их нужно изолировать одну от другой, окружить другими атомами или группами атомов.[11]
Зеркала на этой длине волны сами являются наноструктурами ― системой чередующихся пленок молибдена и кремния с периодом 6.5 нм. Более точно длина волны зависит от материала мишени.[18]
— Сергей Гапонов, «Литография на длине волны 13 нм», 2004
...углерод имеет больше общих черт с кремнием, расположенным непосредственно под ним, чем со своими соседями слева и справа – бором и азотом. <...> Конечно, в такой ситуации кремний приобретает и некоторую химическую гибкость, подобно углероду. Поскольку именно это свойство углерода непосредственно связано с тем, что из него строится живая материя, заметное химическое сходство кремния с углеродом дало любителям научной фантастики богатую пищу для воображения. Возможно ли, что кремний является основой альтернативных – то есть чужеродных – форм жизни, которая существует по иным, внеземным законам? Но генеалогия не определяет судьбу, и дети никогда не бывают полными копиями своих родителей. Действительно, между углеродом и кремнием очень много общего, но это разные элементы, которые образуют несхожие соединения. И, к сожалению для всех читателей фантастических романов, кремний просто неспособен на такое, на что способен углерод.[13]
...самое длинное нетехническое слово, присутствующее в Оксфордском словаре, – это «pneumonoultramicroscopic silicovolcanoconiosis», буквально переводимое как «воспаление лёгких, вызванное обильным вдыханием кварцевой вулканической пыли» и состоящее всего из 45 букв. Внимательные читатели могли заметить в этом слове компонент «silico», означающий «кремний». Любители лингвистических курьёзов между собой именуют это заболевание «р45», но с медицинской точки зрения неясно, можно ли считать этот недуг отдельной болезнью. <...> Пневмокониоз относится к целому классу заболеваний, связанных с вдыханием асбестовой пыли. Пневмокониоз может развиваться и при вдыхании диоксида кремния, основного компонента песка и стекла.[13]
Эта тема <существования кремниевой жизни> в научной фантастике не менее заезжена, чем лазерные пушки, но сама идея очень важна, так как расширяет наши «чисто углеродные» представления о живой материи. Энтузиасты этой гипотезы даже могут рассказать вам о некоторых вполне земных существах, жизнедеятельность которых серьезно зависит от кремния. Таковы, например, морские ежи, чьи иглы содержат этот элемент, а также радиолярии (одноклеточные организмы), которые в ходе эволюции обзавелись настоящими кремниевыми доспехами. Успехи современной науки в области вычислительной техники и искусственного интеллекта также позволяют предположить, что на основе кремния можно создать не менее сложные «мозги», чем на базе углерода. Теоретически вполне возможно заменить все нейроны вашего мозга кремниевыми транзисторами.[13]
Смогли бы гипотетические кремниевые микроорганизмы всасывать кремний и избавляться от него какими-то иными способами? Возможно, но соединения кремния не растворяются в воде, а это самая распространенная жидкость во Вселенной. Таким образом, подобные существа были бы сразу лишены тех эволюционных преимуществ, которые нам даёт кровь и другие жидкости, обеспечивающие циркуляцию питательных веществ и утилизацию отходов. Кремниевые формы жизни должны были бы выстраивать обмен веществ только на твёрдых соединениях, которые плохо смешиваются. Таким образом, сложно себе представить, как кремниевые существа могли бы делать что-либо.[13]
В Периодической системе Менделеева всего 22 моноизотопных элемента, большая же часть других представляет собой смесь, состоящую из 2 — 10 стабильных изотопов. Их физические и физико-химические свойства существенно отличаются друг от друга, а изучение качеств каждого интересно для фундаментальной науки и материаловедения. Для того чтобы понять, как масса изотопа влияет на его свойства, необходимо обеспечить высокую чистоту (во всех отношениях) исследуемых веществ. К настоящему времени наиболее низкое содержание примесей удалось достигнуть в кремнии (Si) и германии (Ge) — элементарных полупроводниках. Многие физические и физико-химические свойства этих элементов в высокочистых монокристаллах с природным составом подробно исследованы. Поэтому поиски ученых были направлены прежде всего на получение очень качественных моноизотопных разновидностей Si и Ge.[19]
— Сергей Макаров, «Степень чистоты», 2014
Природный кремний представляет собой смесь трёх стабильных изотопов с атомными массами 28, 29 и 30, содержащихся в соотношении 92, 23, 4, 67 и 3,10% соответственно. А германий — пяти с массами 70 (20,84%), 72 (27,54%), 73 (7,73%), 74 (36,28%) и 76 (7,61%). Моноизотопные кремний и германий нашли применение при создании монохроматоров рентгеновского излучения, детекторов ионизирующих излучений, в том числе для регистрации двойного безнейтринного β-распада. Ещё одна «ниша» для кремния — новые полупроводниковые структуры, в том числе так называемые сверхрешетки, состоящие из изотопов с атомными массами 28 и 29 или 29 и 30. Получение веществ с малым содержанием примесей — многостадийный процесс. Он включает разделение изотопов в виде летучего соединения, глубокую очистку высокообогащенного вещества, выделение из него моноизотопного элемента, его дополнительную очистку от химических примесей и выращивание монокристалла.[19]
Но в числе составных начал золы растений находится еще кремний. Кремний с кислородом образует кремневую кислоту или кремнезём, который в чистом виде мы имеем в горном хрустале, в несколько менее чистом виде ― в кремнии, в белом песке и пр. Тот же кремнезём образует главную часть стекла. Кремнезем этот встречается и во многих растениях, именно в стенках клеточек, делая их совершенно стекловатыми, так что, если сжечь такую клеточку, то от нее остается стеклянный остов, под микроскопом представляющий в малейших подробностях форму живой клеточки. В существовании таких стеклянных клеточек каждый из нас имел случай неоднократно убеждаться на основании очень неприятного опыта. Жгучие волоски крапивы ― не что иное, как длинные, заостренные клеточки, стенки которых особенно на концах до того проникнуты кремнеземом, что они хрупки, как стекло, оттого-то они так легко прокалывают кожу и, обломившись в ранке, впускают в нее свой ядовитый сок. Всего более кремнезема встречается в клеточках соломины злаков и в стеблях хвоща; эти последние до того жестки, что столяры употребляют их для полировки дерева.[1]
Немного имеется более прекрасных предметов, чем мельчайшие кремниевые панцири диатомей; что же, и они были созданы для того, чтобы их можно было рассматривать и любоваться ими при самых сильных увеличениях микроскопа?
В водном растворе солонцов Кременчуг<ского> у<езда> присутствуют или алюм<иниевые>, или кремневые соли, судя по предварительным опытам. Хотя, пока, я решаюсь утверждать это со всеми оговорками: мало ли чего не видишь во время предварительных проб! В таком случае образование солонцов свяжется с образованием кварцовых земель.[20]
Заметим, что у наших добрых и оплакиваемых «предков» Каменного Века всякий новоявленный Гений получал приём ничуть не лучший, чем теперь, в настоящее время. Нередко его встречал крепкий удар кремниевым кинжалом между лопаток, или Камнем по Веку, вернее, в глаз (совершенно в традициях эпохи).[21]:507-508
Помимо кальция, эти области скоплений жизни аналогичным образом влияют на историю других распространенных в земной коре элементов, несомненно: кремния, алюминия, железа, марганца, магния, фосфора. Многое еще нам неясно в этих сложных природных явлениях, но общий результат ― огромное значение этой живой пленки в геохимической истории указанных элементов ― является несомненным. В истории кремния влияние донной пленки сказывается в образовании отложений остатков кремневых организмов, частью планктонных, частью донных: радиолярий, диатомовых, морских губок. В результате образуются самые большие нам известные скопления свободного кремнезёма, в сотни тысяч кубических километров объемом. Этот свободный кремнезем, инертный и малоизменчивый в биосфере, в метаморфической и магматической оболочках Земли благодаря своему химическому характеру свободного кислотного ангидрида является интенсивным химическим фактором, носителем свободной химической энергии.[22]
Таким образом, жизнь крайне разнообразна: есть жизнь более примитивная, чем в царстве растений и животных, и есть жизнь бесконечно более сложная, напр. жизнь планет, солнц и целых солнечных систем. Мало того, даже и жизнь той же ступени сложности, как у животных и растений, может быть крайне отличною от знакомой нам на Земле. Напр., некоторые астрономы говорят, что возможны организмы, ткани которых вместо углерода имеют кремний.[7]
Есть и другой путь решения проблемы неорганических полимеров ― он связан с успехами сравнительно молодой отрасли, возникшей на стыке химии органической и неорганической. Речь идет о кремний-органике. Кремнийорганические полимеры ― это вещества, в органическую молекулу которых включены неорганические составляющие ― атомы кремния. Соединения кремния широко известны высокими термостойкими качествами. Свою термостойкость кремний в значительной степени передает полимерам. Однако пути дальнейшего прогресса в этой области лежат, видимо, через получение полимерных материалов с чисто неорганическими цепями молекул. [23]
Это ― мир науки, возникшей на стыке двух могучих ветвей химии ― органики и неорганики. Разные элементы, введенные в органическую молекулу, выступают тут в неожиданном обличии, рождают новые классы интересных соединений. Возьмите, к примеру, кремний. Его всегда считали главным элементом минерального мира. А в лаборатории академика К. А. Андрианова атомы этого жаростойкого, прочного, твердого вещества включили в орнамент гибких, эластичных, но не очень прочных полимерных молекул. Так появился каучук на кремниевой основе ― еще один материал из большой группы кремнийорганических соединений.[24]
Ведь не всегда даже отличное знание свойств того или иного элемента позволяло сразу же внедрить его в практику. Например, химию кремния подробно изучили еще в прошлом веке. А вот что он ценный полупроводник, узнали недавно. И это было словно вторым рождением элемента. Такого «второго рождения» мы вправе ждать и от каждого редкоземельного металла.[9]
— Дмитрий Трифонов, «Настанет ли век редкоземельных элементов?», 1965
Все эти ингредиенты особых хлопот не причиняют (если не считать хлопот по соблюдению верных пропорций: марка чугуна задается довольно строго, и от содержания в нем кремния или любого иного компонента зависят все его показатели ― прочность, сопротивляемость сжатию и растяжению, способность образовывать осколки оптимального размера и т. д.)[25]
Как известно, твердая оболочка нашей планеты состоит почти на 75 процентов (по весу) из кислорода и кремния. Эти два вещества составляют основу земной коры, все остальные элементы лишь как-то вкраплены в этот кремне-кислородный каркас. В земной коре кремний соединен с кислородом и другими элементами в виде различных силикатов, где атомы кремния связаны между собой и с атомами других элементов через атомы кислорода. Силикаты составляют примерно одну треть всех известных минералов. Если без углерода невозможна была бы органическая жизнь, то без кремния невозможна «жизнь» земной коры. Остальные элементы (кроме кислорода и кремния) распределены в земной коре весьма неравномерно.[10]
Атомы всех химических элементов Болотов рассматривает как своеобразные соединения атомов водорода (не спешите рефлекторно опротестовывать такой подход) ― литий состоит из трёх водородных атомов, а кислород из восьми (в полном соответствии с атомным номером элемента в периодической системе Менделеева). Ну a Li2O набирает 14. Так вот, при образовании планеты огромное количество появившейся вероятностным путём двуокиси лития подверглось колоссальному сжатию и превратилось в химический элемент с 14-м порядковым номером, то есть кремний! Обычная вода — это Мировой океан со средней глубиной около 4 км. А кремний? Почти вся планета от поверхности до ядра. Земной шар литиевой воды![26]
— Игорь Лебедев, «Золото — зола свинца, или Химические опыты в зоне строгого режима», 1991
Мутовчатые летние побеги хвоща встречаются повсеместно, особенно на сырых местах; различаются виды хвоща преимущественно по спороносным побегам, появляющимся ранней весной в виде желтоватых столбиков. Кстати, в молодом состоянии, так называемые «песты» вполне съедобны и служат источником усвояемого кремния.[27]
Новые атомные часы, описанные в журнале «Applied Physics Letters», являют собой самый настоящий шедевр сверхминиатюризации. В кремниевом квадратике со стороной 1,2 миллиметра и толщиной 0,375 миллиметра просверливается сквозной колодец со стороной 600 микрон, в который «помещается» цезиевое облако. Сверху и снизу он закрывается тоненькими стеклышками...[28]
Но разве все животные и растения океана не пользуются растворенными в ничтожнейших долях в воде океана элементами для построения целых частей своего организма? Возьми, например, кальций. В морской воде его заключается всего лишь пять сотых процента, а в мадрепоровых и норитовых кораллах окись кальция, или известь, находится в количестве до пятидесяти трех процентов их сырого веса; в некоторых моллюсках ее даже более шестидесяти процентов. Или кремний. В морской воде он находится в количестве одной-двух десятитысячных долей процента, а в кремневых губках он составляет до девяноста процентов их сырого веса! Есть водные организмы, в которых концентрация того или иного элемента в тысячу раз больше, чем концентрация этого же элемента в окружающей воде.[4]
Никитин быстро подошел к маленькому столику в углу кабинета. На сером картоне были аккуратно разложены гладкие темно-коричневые обломки крупных ископаемых костей. Палеонтолог схватил лежавшую слева кость, постучал по ней ногтем, повернул другой стороной. Поочередно пересмотрел все восемь кусков, тяжелых и плотных, пропитанных кремнием и железом.
― Интересно, вы исследовали состав этой кости?
― Точно ― нет. Но все же знаю, что она в основном не из фосфорно-кислого кальция, как у нас, а…
― Из кремния? ― быстро перебил Шатров. ― Вы правы. И это понятно: кремний по химическим свойствам во многом аналогичен углероду и вполне может быть использован в биологических процессах.[29]
Она дошла до содержания в чугуне кремния. Кривая первых месяцев сразу поразила ее. В середине декабря содержание кремния в чугуне поднялось до верхних границ нормы, и как раз в декабре кривая брака взлетела кверху. В начале января резко упал кремний и так же резко упал брак. Тина заволновалась. Может быть, это только случайное совпадение? <...> От цифры к цифре, от недели к неделе кропотливо и тщательно вела она свою диаграмму. И счастьем стало видеть, как точно совпадают друг с другом кривая брака и кривая содержания в чугуне кремния. Последний пик в кривой кремния случился несколько дней назад. В шихту поступили чугуны с кремнием на верхней границе нормы, и сразу «выскочил» брак по блоку ― те трещины, что мучили её все эти дни! Зависимость трещин от кремния была наглядна. Очевидно, особенности заводской технологии, большие размеры и сложность конфигурации блоков делали их особо чувствительными к кремнию.[6]
Сосуд этот не был высечен из камня, как это можно было предположить, а изготовлен наподобие плетеных корзин из стеблей и листьев растений, которые каким-то неведомым способом были превращены в камень и сохранили естественную окраску. Более внимательное изучение показало, что окаменение сосуда произошло в результате жизнедеятельности каких-то организмов, содержащих огромное количество кремния; они заполнили все клетки растений и почему-то погибли. Этот вывод навсегда лишил покоя учёного. Он решил во что бы то ни стало понять, что это за неведомые существа и почему найденный предмет оказался единственным.[8]
Тетрадь за 1904 год: «Загадочные организмы, приведшие к окаменению сосуда, принципиально отличаются от всех известных науке живых существ».
В этой тетради самые подробные выписки о глубоководных кремниевых губках с иглами, образующими красивые сплетения, похожие на стеклянные кружева; о попадающихся в силурийских отложениях радиоляриях, имеющих кремниевый скелет; о содержании кремния — силиция в бамбуке, в междоузлиях которого образуются конкреции, на девяносто девять процентов состоящие из кремнезёма; о силиции в кукурузе, овсе, ячмене и табаках; о жгутиках крапивы, по составу совершенно аналогичных со стеклом. В земной природе не так уж мало организмов, содержащих силиций, но они не похожи на те, что вызвали окаменение обрядового сосуда, нет! Шаг за шагом прослеживает Вудрум, какую же роль играет силиций в жизнедеятельности организмов, изучает процессы силициевого обмена и его влияние на физиологию растений и животных, а с выходом в свет работы профессора колледжа в Нотингеме Фредерика Стенли Киплинга углубляется в изучение кремнеорганических соединений.[8]
— Александр Мееров, «Сиреневый кристалл» (глава 3. Открытие профессора Вудрума), 1963
Характерны записи за март 1904 года.
«Аналогия между кремнием — силицием и углеродом проявляется в том, что их предельные соединения с водородом, хлором и кислородом имеют одинаковое строение…» «У силиция, как и у углерода, ясно выражена тенденция к полимеризации, к образованию соединений с несколькими атомами силиция в частице…» «Из обзора главнейших классов кремнеорганических соединений видно, как велика аналогия между соединениями углерода и силиция…» «Существуют соединения силиция, не только построенные по одному и тому же типу и обладающие сходными формулами с аналогичными соединениями углерода, но и во многих случаях чрезвычайно близкие по химическим и физическим свойствам…»[8]
— Александр Мееров, «Сиреневый кристалл» (глава 3. Открытие профессора Вудрума), 1963
Велика была прозорливость учёного, уже в те времена предвидевшего бурное развитие кремнеорганической химии. Вудрум был прав: силиций дает сложнейшие органические соединения. Как был бы он рад, узнав, что в наше время в практической жизни уже применяются кремнеорганические лаки и смолы, пластмассы и эластомеры, клеи, теплоносители и, самое главное, силициевые каучуки, имеющие сложную органическую структуру![8]
— Александр Мееров, «Сиреневый кристалл» (глава 3. Открытие профессора Вудрума), 1963
К этому времени силициевая плазма уже изучалась во многих научно-исследовательских институтах. Паутоанские ныряльщики (и на них повлиял Праздник Созидания) отбросили древний запрет жрецов и продавали свои губки не только истинно верующим, но и нам, грешным. Однако мы не могли ориентироваться лишь на кремниевые губки, добываемые с таким трудом и в малом количестве. В Новосибирске был найден способ кормить плазму менее деликатесной пищей, и она не только сохраняла жизнеспособность, но и очень успешно размножалась.
Однажды вечером доктор Ямш пришел с одним письмом, но оно стоило десятка радостных сообщений: в Пензенском технологическом институте налажен синтез силициевых производных! Капля плазмы в реакторы — и процесс идет с таким выходом, о котором раньше химики и мечтать не могли.
А письма приносили все новые и новые вести. Каракумский химкомбинат начал исследования по получению из песка пластической массы, пригодной для покрытия дорог.
Из Польши приходят вести об удачных опытах по силицированию тканей. Там уже получены образцы превосходных материй, пригодных и для технических целей, и для небывало красивых, практически неизносимых плащей, зонтов, футляров и накидок, палаток и тентов.
В Чехословакии уже налаживают выпуск кремнеорганических каучуков, пробуют изготовить «вечные» покрышки для автомобилей, мотоциклов и велосипедов. [8]
— Александр Мееров, «Сиреневый кристалл» (глава 12. Труп Баокара), 1963
— Вы прекрасно понимаете, я говорю не о кристалле, находящемся сейчас в Каракумах, а о том, которым вы ночью поддразнивали родбарида. Сиреневый Кристалл вы держите в сосуде из кремния, кристалл в этом случае не создает поля, в котором ориентируются биосилициты, и, манипулируя этой защитой, вы научились управлять родбаридами. Не страшны вам и юсгориды. Вы не боитесь их нападения потому, что в отличие от Дагира и владельцев Алмазной фирмы имеете возможность хранить Сиреневый Кристалл в оболочке из чистейшего кремния. Мне теперь понятны ваши проделки.[8]
— Александр Мееров, «Сиреневый кристалл» (глава 19. Юсгориды, 1963
Эдвард: 35 литров воды, 20 килограмм углерода, 4 литра аммиака, 1,5 килограмма оксида кальция, 800 грамм фосфора, 250 грамм соли, селитры — 100 грамм, 80 грамм серы, 7,5 грамм фтора, 5 граммов железа и 3 грамма кремния. Плюс ещё 15 элементов. <…> Из этого состоит тело среднего взрослого человека. <…> Между прочим, все эти компоненты может купить даже ребёнок на свои карманные деньги. Люди стоят дёшево.
Усатый молодчина,
лишь теперь я понял, в чём причина суматохи нашей человечьей.
Лишь теперь я понял: никогда
нам не надо превращаться в кремний.
Пусть ― вперед и взад ― стегает время,
собирает круглые года;
Пусть течет густая (до колена)
судорога, вьётся лай собачий.[2]
— Владимир Нарбут, «Обвиняемый усат и брав...» (из книги «Александра Павловна», из цикла «Любовь»), 1915
С пронзительным скрипом блистающий кремний вскипит,
и полая яма пустыни прогнётся упруго.
Оплавленные, искривленные плоскости плит
в себе сфокусируют натиск небесного круга.[12]
— Николай Байтов, «Когда, убывая за ломаной кромкой камней...» (из цикла «Пустыня»), 1985
Нет, по долгой орбите вокруг земли
все в чешуйках кремния, в гамма-лучах, в огне
аммиачном, ладные корабли
закружили гордо, на радость моей стране.[30]
— Бахыт Кенжеев, «...не скажу, сколько талой воды утекло с тех пор...», 2004
↑ 1234567Н. Л. Глинка. Общая химия: Учебное пособие для вузов (под. ред. В.А.Рабиновича, издание 16-е, исправленное и дополненное). ― Л.: Химия, 1973 г. ― 720 стр.
↑ 12Николаева Г.E.. «Битва в пути». — М.: Советский писатель, 1960 г.
