Еще одна версия, гораздо сильнее щекочущая нервы, предполагает, что дело было в ссоре между преступниками, совершившими одно из самых знаменитых нераскрытых преступлений в криминальной истории Швеции. Речь о двойном ограблении казначейского обоза шведской армии, известном как «Лосхультский рейд»[201].
Сумма ограбления составляла около 4 миллионов фунтов стерлингов в сегодняшней валюте[202]. Сначала часть денег забрали крестьяне в Лосхульте – небольшом поселении в лене Сконе, сразу за старой границей с Данией, в 4 милях к югу от Эльмхульта. Затем, когда обозы с охраной отступили на север, в Смоланд, и остановились в Эльмхульте, рядом с постоялым двором, считавшиеся преданными короне местные шведы забрали все, что еще оставалось в обозах. Это ограбление до сих пор считается самым крупным в истории Швеции, причем вернуть удалось лишь малую толику награбленного и всего несколько преступников были наказаны.
Зелейщики продолжали свою работу и в XIX веке. В 1805 году шведский король отказался от своих прав на землю под конюшнями и сараями, и производство нитрата калия перестали регулировать. В 1830 году были упразднены похожие на налог правительственные требования на поставки KNO3 крестьянами, а в 1895 году распустили и остатки особого армейского подразделения, Salperstaten, поскольку большая часть KNO3 теперь поставлялась за счет дешевого импорта.
Однако всего через несколько лет Первая мировая война и использование неорганических удобрений на основе KNO3 привели к новому подъему спроса на нитрат. Теперь его стали производить не из зловонных навозных куч, а путем смешения бесцветного и не имеющего запаха газообразного азота (N2) из воздуха и газообразного водорода (Н2, полученного из природного газа или угля и воды), чтобы получить аммиак, после чего его окисляли до нитрата при помощи так называемого процесса Габера – Оствальда.
О Фрице Габере написаны книги и пьесы, и, как правило, его изображают как одного из главных злодеев от науки ХХ века[203], однако о зелейщиках – злодеях или добродетельных гражданах – по большей части никто не вспоминает. Эта глава написана в память о них и их зловонном ремесле.
Шведское название селитры salpeter и французское salpêtre произошли от латинского sal petrae – буквально «соль камня». В английском языке к слову добавилась еще одна буква t – saltpeter, а занимавшихся этим ремеслом людей иногда называли salt peter men. По странному совпадению слово petermen в английском языке обозначает представителей еще одного «ремесла», связанного со взрывчатыми веществами, – медвежатников, то есть взломщиков сейфов, которые пользуются для взлома взрывчаткой.
Помимо KNO3, который в больших количествах производился на фермах Северной Европы, мы упомянули еще один химикат, служивший источником заработка для крестьян, особенно в богатой лесами Швеции, – это К2СО3, или поташ. Многочисленные области его применения невозможно вместить в это краткое примечание, но стоит отметить, что, помимо пороха, поташ был важным ингредиентом менее смертельной смеси – мыла.
17 Армия Бонапарта, или Пропадающие пуговицы
В главе 17 мы познакомимся с жидким металлом, который становится твердым, и с твердым металлом, который рассыпается в пыль, а тем временем узнаем больше об аллотропах, кристаллических структурах и материалах.
Как-то в конце ноября, по дороге в столицу Литвы – Вильнюс, я осознал, что не взял с собой зимнюю одежду. Однако я был не первым человеком, совершившим эту ошибку. Никто из примерно полумиллиона немцев, французов, швейцарцев, поляков, итальянцев и представителей других этносов, проезжавших и проходивших через этот город или его окрестности в июне 1812 года, не взял с собой теплых вещей, о чем многие из них позже пожалели.
Они двигались по направлению к Москве, хотя в тот момент об этом не знали. Не знали они и того, что им предстоит совершить, наверное, худшее в мире путешествие туда и обратно: от Вильны[204] до Москвы и обратно (в то время город был известен под польским названием и недавно перешел к русским в результате раздела польского государства). Стоял июнь, все были в прекрасном расположении духа, поскольку русский царь незадолго до того сбежал из Вильны, а за ним последовали и его переругавшиеся между собой генералы; командовал же войском, вероятно, самый умелый военачальник со времен Александра Македонского – Наполеон Бонапарт[205].
Однако меня отсутствие теплой одежды не обеспокоило. К утру снег растаял, а я, к счастью, не направлялся в Москву пешком. Я приехал в Вильнюс в поисках пуговиц – в первую очередь тех, что изготовлены из олова.
История о пуговицах армии Наполеона и их фатальной роли в злополучной кампании 1812 года широко известна среди ученых и преподавателей естественных наук. Отчасти этому способствовала популярная книга с тем же названием, написанная химиками Пенни Ле Кутёр и Джеем Барресоном[206], и мне захотелось выяснить, есть ли в ней какая-то доля истины, или это лишь одна из многих легенд и слухов, которыми обросла эта война.
Вкратце история звучит так: металлическое олово – плотный материал (с большим количеством атомов на кубический сантиметр), и считается, что оно использовалось для изготовления многих пуговиц на обмундировании Великой армии. К несчастью, у металлического олова, Доктора Джекилла от олова, есть свой гадкий Мистер Хайд, известный как серое олово. Эта разновидность совершенно не обладает той плотностью, что металлическое (или белое) олово, и, если какая-то часть оловянной пуговицы вдруг превратится в серое олово, атомам потребуется гораздо больше места и пуговица рассыплется.
Это явление известно как «оловянная чума». Согласно общепринятой версии, именно это случилось с оловянными пуговицами на обмундировании наполеоновской армии во время отступления из Москвы в ноябре и декабре 1812 года, и по этой причине солдаты не могли нормально сражаться или умирали от холода, поскольку стояла суровая русская зима и их одежда распадалась на части.
Так же как алмаз и графит можно назвать аллотропами углерода (см. главу 9), белое и серое олово – это аллотропы элемента Sn (stannum, латинское название олова). Олово расположено в той же группе, что и углерод, но на три ячейки ниже. Сама идея Периодической таблицы заключается в том, что элементы, расположенные в одной группе, должны обладать общими свойствами, и, как мы видим, серое олово хорошо вписывается в эту концепцию. У него то же строение, что у алмаза, – решетка, состоящая из двухэлектронных связей, повторяющаяся во всех направлениях. Следовательно, мы можем назвать твердые материалы такого типа твердыми веществами с атомной кристаллической решеткой; еще одним подобным примером может служить кварц – решетка из атомов кремния и кислорода.
Рисунок 35. Слева: металлическое белое олово, с плотной упаковкой атомов, в сравнении с неметаллическим серым оловом, имеющим то же строение, что алмаз. На обеих картинках изображено одинаковое количество атомов, и обе они представлены в одном масштабе. Обратите внимание на то, что атомы серого олова занимают гораздо больше места, и представьте себе, что происходит с металлической пуговицей, если олово начинает переходить в другую форму. (Чем светлее оттенок атома на рисунке, тем дальше он расположен, а «связи» в металлическом олове просто уточняют расположение атомов.)
Но по мере продвижения к нижней части столбца многое меняется, и одно из проявлений этого – то, что элементы группы углерода становятся все больше похожи на металлы. В металлах нет таких спицеобразных двухэлектронных связей, их строение больше похоже на ту ситуацию, когда атомы погружены в желе из электронов. Как же атомы распределяются, если у них нет направляющих спиц? В металле они хотят придвинуться как можно ближе друг к другу, чтобы не оставлять «дыр» в электронном желе, и если вы хотите увидеть достаточно точную модель, то отправляйтесь к ближайшему развалу с овощами и фруктами. Любой уважающий себя владелец такой лавки выложит апельсины или яблоки таким образом, что получится почти идеальная модель организации атомов в металле[207].
На химическом жаргоне это называется плотная упаковка, но, если вы внимательно посмотрите на модель строения белого олова на рисунке 35 (речь о металлической форме), вы увидите, что она не в точности соответствует расположению апельсинов на рисунке 36. Это потому, что даже в металлическом олове присутствуют некоторые остаточные характеристики локализованных двухэлектронных связей серого олова, имеющего структуру алмаза. Металлы, которые точно соответствуют догме плотной упаковки, – это, например, магний и цинк.
Переход из металла в твердое вещество с атомной кристаллической решеткой должен протекать при 13 °C, то есть серое неметаллическое олово существует при более низких температурах – по крайней мере, так утверждает термодинамика. Однако термодинамика может лишь сказать нам, какие перемены в принципе возможны, но не дает представления об их скорости. На самом деле для металлического олова при температурах чуть ниже 13 °C эта реакция протекает бесконечно медленно.
Вы, наверное, задаетесь вопросом, почему вообще существует металлическая форма, если серое олово более стабильно и характеризуется меньшей энергией. Если подобное расположение атомов стабильно при 12 °C, то почему не при 14 °C?