Чего не знал Гемфри Дэви

Список научных трудов знаменитого английского химика Гемфри Дэви чрезвычайно обширен.

Он был не только талантливым ученым, но и весьма удачливым исследователем. За какую бы проблему ни брался Дэви, он почти всегда успешно ее разрешал. Он получил немало новых химических соединений. Разработал несколько новых методов исследования. Дэви, наконец, открыл четыре элемента – калий и натрий, магний и барий.

Среди его работ есть небольшое исследование. В нем сообщается о приготовлении простого химического соединения – гидрата хлора. Здесь к молекуле хлора присоединялось шесть молекул воды: Cl₂ · 6H₂O.

Дэви тщательно изучил свойства этого вещества. Но так и не узнал, что получил соединение совершенно нового типа. Соединение, в котором отсутствует химическая связь.

В этом убедились химики двадцатого столетия. Они пытались объяснить существование гидрата хлора с помощью современных представлений о валентности. И безуспешно: вещество оказалось крепким орешком.

И далеко не единственным.

Десятилетиями химики искали ответа на вопрос: так ли уж безнадежно инертны инертные газы или все‑таки их можно заставить вступить в химическое взаимодействие? Мы с вами уже знаем, чем все кончилось. Но пока дело решалось, ученым удалось приготовить несколько гидратов аргона, криптона, ксенона и радона.

И в них обычная химическая связь отсутствовала. Между тем многие из них сравнительно прочные вещества.

Новую загадку загадало химикам простое органическое соединение, называемое мочевиной. Она охотно объединялась со многими углеводородами и спиртами. Эта странная «дружба» вызывала удивление: какие силы влекут друг к другу молекулу мочевины и спирта? Какие угодно, только не химические…

Как бы там ни было, новый класс соединений – веществ без химической связи – разрастался с пугающей быстротой.

Но оказалось, что в этом нет ничего сверхъестественного.

Две молекулы, вступающие в союз, неравноправны. Одна вступает как хозяин, другая же «приходит в гости».

Молекулы‑хозяева образуют кристаллическую решетку. В решетке всегда есть пустоты, полости, не занятые атомами. В такие пустоты и входят молекулы‑гости. Однако гостеприимство в данном случае довольно оригинальное. Пришельцы надолго засиживаются в гостях у хозяев, поскольку просто так не могут покинуть полости кристаллической решетки.

Так, молекулы газов хлора, аргона, криптона и других попадают, как в западню, в пустоты кристаллической структуры воды.

Химики называют теперь эти и ряд других веществ без химической связи между разными молекулами клатратнымй (или клеточными) соединениями включения.