?

Log in

No account? Create an account
Необычные вещества - Коллектив Авторов "EugeneBo" [entries|archive|friends|userinfo]
Eugene

[ website | My Website ]
[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Необычные вещества [Apr. 1st, 2010|01:28 am]
Eugene
Полезно читать Википедию. Узнаёшь много нового, интересного :)

1. Нейтральный аммоний NH40. Именно нейтральный. По природе -- металл. Электрохимически расположен где-то между натрием и калием. В свободном виде, к сожалению, не существует. Но бывает в виде амальгамы, то есть раствора в ртути.


Интересно, что впервые это вещество было получено ещё в конце 19-го века при проведении следующей реакции на поверхности ртути:

NH4Cl + Na -> NH40 + NaCl

Но лишь совсем недавно удалось доказать, что это -- именно амальгама аммония, а не, скажем, водорода в смеси с аммиачной пеной.

Ещё ссылки про это вещество: раз, два, три. В последней работе удалось наблюдать восстановление солей цинка и кадмия из раствора, что является ещё одним веским доказательством в пользу гипотезы именно нейтрального аммония.

Данный псевдометалл вызвал немалый интерес, и народ принялся искать другие вещества схожей природы, небезуспешно:

Вот здесь описывается получение и свойства амальгамы нейтрального тетраметиламмония N(CH3)4 (кристаллы, металлического вида, стабилен в спирте, активно реагирует с водой, чуть легче ртути, возможно, имеет более одной фазы, не имеет тенденции к вздутию, стабилен при 4-10 градусах(?), вроде восстанавливает аммоний из солей, также калий и медь).

Получена также амальгама фосфония PH40.

2. Гексафторид вольфрама WF6 -- похоже, самый тяжёлый известный газ. Его плотность более чем в 10 раз превосходит плотность воздуха, составляя 13 грамм на литр. Воздушный шарик, наполненным этим газом, вполне мог бы перевесить Ваш телефон (даже вместе с бумажником), если бы не одно "но": гексафторид вольфрама весьма коррозионно активен и резину проест нафиг мгновенно. Ну и, для букета, он ещё ужасно ядовит.

3. Самое тугокипящее вещество, предположительно -- карбид вольфрама WC. Если, конечно, верить википедии и точности измерений на таких температурах.

Чем это интересно? Тем, что температура его кипения (6000 С) равна излучательной температуре на Солнце. Это, увы, не означает, что карбид вольфрама может находиться там в жидком виде. Ибо для этого необходимо, чтобы давление его паров составляло одну атмосферу. Между тем как давление солнечной атмосферы на этом уровне -- лишь что-то около 13 кПа, и оно в основном водородное.

4. Раз уже мы здесь, то вот наиболее тугоплавкое вещество: карбид гафния-тантала Ta4HfC5 с заявленной температурой плавления в 4215 градусов Цельсия.

5. Эти жидкости состоят исключительно из фтора и углерода: раз, два, три.

Чем они интересны? Во-первых, они чрезвычайно химически стабильны и биологически инертны. Во-вторых, и в-главных, они растворяют кислород. Перфлюородекалин делает это даже лучше, чем кровь!

Это нашло применения в медицине. Так, на основе фторуглеродных жидкостей делается... искусственная кровь. Во-вторых, ими, теоретически, можно... дышать! Если, конечно, насытить их сначала кислородом. Утверждается даже, что в перфлюорогексане можно утопить животное, и оно не захлебнётся.

Такова теория. На практике с дыханием есть проблемы. В частности, силы человеческих лёгких недостаточно, чтобы обеспечить вентилляцию жидкостью, поэтому для полностью "жидкого" дыхания могут потребоваться специальные вспомогательные насосы. А вот при частичном заполенении лёгких дыхание вполне возможно и, в частности, так иногда лечат ожоги лёгких!

Занятно, что другое вещество, состоящее из тех же вроде атомов, и имеющее вроде бы похожую структуру, оказывается в 10 раз ядовитее фосгена (за счёт склонности к гидролизу).

5. Щелочные металлы (натрий, калий и т.п.) могут растворяться в жидком аммиаке. В высшей степени удивительное явление. Слабоконцентрированные растворы имеют синий цвет, с ростом концентрации они чернеют и приобретают металлический блеск. На ютюбе есть даже видео этого процесса: http://www.youtube.com/watch?v=JefumJFatsw.

Но это ещё не всё. Исследование подобных растворов показывает, что металлы в них диссоциируют на положительные ионы (Na+) и свободные электроны! И фактически, мы имеем дело с раствором электронов в аммиаке. Как раз свободные электроны ответственны за синий цвет.

Эти электроны могут участвовать в химических реакциях в качестве анионов и даже образовывать соли, так называемые электриды, например, [Na(2,2,2-crypt)]+e. В каком-то смысле речь идёт о "нулевом" элементе системы Менделеева: анион есть, но без ядра, и его атомная масса равна нулю :)

6. Новости химии аргона. После долгих усилий химикам удалось, наконец, получить первое настоящее химическое соединение этого элемента. Вот его формула: HArF.

Таким образом, на сегодня осталось лишь два "истинно" инертных газа, соединения которых пока неизвестны: гелий и неон.

7. Молибден, вероятно -- самый тяжёлый элемент, используемый человеческим организмом. Он входит в состав довольно сложного протеина, ни функцию которого, ни даже название я внятно сформулировать не могу :)

Впрочем, полезные искусственные органические соединения, в которых фигурируют ещё более тяжёлые металлы, известны и используются в медицине. Так, оксалиплатином, в состав которого входит платина, лечат рак.

8. Олово может образовывать полимеры. Структурно они похожи на углеродные тем, что полимерная связь возникает именно между атомами олова. Внешне эти соединения малопривлекательны: мягкая жёлтая гадость. Но могут быть интересны как жидкие кристаллы и полупроводники.

9. В состав трибутилина входят углерод, водород и олово. Трибутилиноксид (если я правильно перевёл название) состоит из тех же атомов, плюс кислорода.

Оба токсичны для широкого ряда живых существ.

Взгляните на их структурные формулы.

В них есть что-то... нехорошее и одновременно завораживающее. Совершенно противоестественное сочетание элементов, в природе такого быть не должно было никогда. Но мы заставили их соединиться и вызвали к жизни эти довольно опасные вещества.

Взгляните на другие сильные яды. Вы испытаете то же чувство: смесь ужаса и восхищения их неестественной сложностью.

Перфлюорооктан сульфонат: Сера, кислород, водород, и длинный фторуглеродный хвост.

Нервный токсин VX: водород, углерод, азот, кислород, сера и фосфор. Смертельная доза: 10 миллиграмм через кожу! Его близкий "родственник": VR.

Предположительно, самое ядовитое химическое вещество на допротеиновом уровне сложности: советская разработка под названием "новичок", в 5-8 раз опаснее VX. Точная формула неизвестна, в статье приводятся несколько вариантов, в состав которых входят водород, углерод, азот, кислород, фтор, фосфор, сера, хлор и даже селен!

Почему я уделяю столько внимания этим веществам? Потому что я вдруг увидел здесь параллели с процессом, именуемым fuzzing. Fuzzing -- это огромная тестовая индустрия в разработке софта. Способ тестирования, при котором на вход программы подаётся всё более хитрозапутанный, искажённый, неестественный ввод, с целью выяснить, к чему же автор программы не смог её подготовить... и убить её. На качественный fuzzing уходят десятки миллионов попыток, над ним трудятся целые лаборатории и хорошие специалисты.

Мне кажется, именно этим занималась военная химия 20-го века: поиском "дыр" в человеке. Поиском таких веществ, к которым наш организм не был готов (за их отсутствием в природе), и фатальных реакций на них.

Виток этой гонки сожрал миллиарды долларов и привёл к многочисленным жертвам в Европе, Вьетнаме, Ираке и Иране.

Так вот, мне думается, что в компьютерной индустрии мы стоим на пороге нового витка очень похожей гонки. Гонки fuzzer-ов. Кто напишет более смертельные сетевые пакеты для программ противника, кто раньше поставит на поток их разработку -- тот и получит шансы на победу в близящихся кибер-войнах 21-го века.
linkReply

Comments:
[User Picture]From: fregimus
2010-04-01 09:23 am (UTC)
Спасибо, многие вещи для меня новость. Не слышал ни про аммоний, ни о растворах щелочных металлов в аммиаке и электридах даже не подозревал. И о многих других вещах. Поразительно, отличная подборка!

Не знал, что трибутилины «ужасно ядовиты». Насколько я слышал, они для человека не токсичны в промышленных концентрациях, хотя их связывают с хроническими болезнями (но это дело скорее адвокатское, чем научное). Они используются в промышленности: дерево, например, пропитывают ими как фунгицидами, добавляют их в краски и т. д. Беда с ними в том, что они чрезвычайно ядовиты для некоторых морских жителей, моллюсков, в частности, поэтому их применение сейчас во многих местах запрещено, потому что сточные воды невозможно очистить до безопасного для морской фауны уровня — вот насколько для них ядовиты эти вещества!

Да, а protein переводится «белок». Хотя теперь, уже, наверное, «протеин». :-( И не переводится, а транслируется.

Edited at 2010-04-01 09:23 am (UTC)
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: eugenebo
2010-04-01 04:16 pm (UTC)
Спасибо за замечание. Писал вчера на ночь глядя :) Прочёл сегодня свежим взглядом, подправил про трибутилил и ещё чуток.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: fregimus
2010-04-01 06:29 pm (UTC)
Я не совсем уверен про трибутилин. Вот здесь говорится об LD50 для крыс от 55 мг/кг, то есть довольно слабо ядовит (получается 5 г для 90-килограммовой крысы). Но вообще металлоорганика обычно ядовита чрезвычайно. И вонюча.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: niktos12
2010-04-01 09:44 am (UTC)
спасибо, очень познавательно :)
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: denkoshka
2010-04-01 11:20 am (UTC)
Спасибо огромное, было интересно!
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: cccce
2010-04-01 02:09 pm (UTC)
Не могу понять, извините, о каких программах идет речь. Почему, написанные сетевые пакеты для программ должны быть смертельными для противника? Например, вы написали программу, тестируете ее в целях защиты от хакеров и вирусов или от чего-то другого? Для кого программа будет смертельна? Или же это и есть программы-убийцы других программ? Программы же создаются для какой-то деятельности? А вирусные программы создаются для их уничтожения, то есть они ищут "дырки" в сетевых программах. У меня такое дилетантское понимание
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: eugenebo
2010-04-01 04:22 pm (UTC)
Порядок такой:
1. Программисты создают продукт.
2. Поскольку в любом сложном продукте есть ошибки, его надо тестировать.
3. Тестеры конторы, написавшей продукт, применяют (в числе прочих методов), fuzzing.
4. Находятся и устраняются ошибки, продукт выпускается.
5. Все, кому не лень, устраивают fuzzing этого продукта у себя дома, дабы обнаружить ещё не найденные ошибки.

В современном софте эти ошибки обычно проявляются как повреждения памяти и приводят к "падению" программы. Но главная "ценность" повреждений памяти -- это не возможность даже завалить продукт, а протащить сквозь дыры и "вписать" в продукт собственные программы. То есть, получить контроль над чужим (обычно удалённым) кодом. Ради этого весь сыр-бор.

Блин, до чего тяжело объяснять это по-русски. Терминов не хватает.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: cccce
2010-04-02 03:50 am (UTC)
Спасибо. Стало понятнее. Меня нисколько не смущает образность объяснения, даже наоборот, мне так понятнее. Надеюсь, что и для Вас полезны чем-нибудь вопросы не программистов. Но слово "смертельные" я бы заменила на другое.
Получается, что программы должны быть для конечных пользователей полезными, удобными, новыми и т.п., а для конкурентов труднодоступными (в получении кода) или как вы говорите "смертельными".
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: alex_khavr
2010-04-01 05:20 pm (UTC)
Как специалист (ха-ха!) порадовался от души подборке.

2 замечания.

1. У вас два 5-х пункта :)

2. Второй 5-й пункт - это всё-таки игра слов. Электрон в жидком аммиаке не "растворён". Он делокализирован на кластере (ассоциате) из нескольких молекул аммиака, соединённых водородными связями. Аналогичное, кстати, наблюдается и для воды, и для метанола - в газовой фазе. Месяц назад слышал дипломный проект на тему моделирования этой гадости :)
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: eugenebo
2010-04-01 05:54 pm (UTC)
Мда :) Две пятницы на неделе получилось.

За комментарии спасибо. Что "растворён" -- плохо, я понимаю. Но как сказать лучше и при этом доходчиво? "Делокализован на кластере", конечно, точно, но спотыкается уже о мой школьный уровень химии. Как-то ещё это можно подправить/сформулировать?
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: alex_khavr
2010-04-01 08:00 pm (UTC)
Да не имеет смысла подправлять. Это как у Бора - точность комплиментарна понятности :)

И, пользуясь случаем, поблагодарю за прекрасный текст о дарвинизме, теории информации и пр. Я его теперь часто использую в качестве вступительного материала для обучения.
Только попрошу подправить ссылку в исходном посте - а то вы переместили текст на другой адрес, а ссылку оставили старую.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: eugenebo
2010-04-02 12:43 am (UTC)
Рад, что понравилось. Поправил.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: speshuric
2010-04-01 05:30 pm (UTC)
Вот на дворе первое апреля, а ты ни про дураков ни про математиков. А если ты в этой подборке где и обманул, так ведь фиг доковыряешься.
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: a_bronx
2010-04-03 10:13 pm (UTC)
Наконец-то мы узнали, какого цвета электроны :)

(Каптча в тему: "pravda on")
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: clayrat
2011-12-23 06:41 pm (UTC)
>Он входит в состав довольно сложного протеина, ни функцию которого, ни даже название я внятно сформулировать не могу :)

дык а что там сложного, окисляет ксантин до мочевой кислоты
ксантин это промежуточный этап разложения пуриновых оснований ДНК, АТФ, ну и кофеина тоже
а мочевая кислота понятно как из организма выводится :)
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: igorivanov
2012-03-26 12:17 am (UTC)
У гелия есть, как минимум, димер и тример. Про димер (He_2) я даже задачку на Элементах давал.
(Reply) (Thread)