Когда одно и то же вовсе не одно и то же

Нет, мы еще не распрощались со сверхвысоким давлением. Сейчас оно преподнесет нам новый сюрприз.

Электронное окружение ядра – конструкция довольно прочная. Она может потерять несколько электронов, и тогда атом становится ионом. Этот процесс происходит сплошь да рядом при химических взаимодействиях.

Она может лишиться многих электронов, может, наконец, растерять их все, так что останется «голое» ядро. Такое наблюдается при температурах в миллион градусов. Например, в звездах.

Но вот задачка другого рода. Общее число электронов не меняется, иным становится их расположение. Они по‑другому размещаются на электронных оболочках. А если электроны сгруппировались не так, как обычно, то изменятся и свойства атома, свойства элемента.

Это, так сказать, текст под иллюстрацией. Теперь сама иллюстрация.

Вам не составит труда изобразить атом калия. У него четыре оболочки. Ближайшие к ядру (K и L) заполнены до отказа: первая содержит 2, вторая 8 электронов. На них при обычных условиях больше электронов не поместится. Зато две другие далеки от завершения. На M‑оболочке всего 8 электронов (когда положено 18), а N‑оболочка вообще только начала застраиваться (1 электрон), причем раньше, чем нацело закончилась предыдущая.

У калия впервые отмечается непоследовательное, ступенчатое формирование электронных оболочек.

Но мы можем вообразить и такой случай. Собственный, «калиевый» электрон, вместо того чтобы входить в четвертую оболочку, начал продолжать третью (ведь в ней‑то осталось еще десять вакантных мест).

Фантастика? В обычных условиях – да. Но стоит вступить в действие сверхвысоким давлениям, как ситуация может измениться.

При сверхвысоких давлениях электронное окружение ядра сильно сжимается. Тогда‑то и становятся возможными всякого рода «провалы» внешних электронов в глубже лежащие незаполненные оболочки.

Скажем, наружный электрон калия из четвертой оболочки вдавливается в третью. И в M‑оболочке будет теперь девять электронов.

Что же получается? Порядковый номер калия (19) тот же. Количество электронов такое же. Словом, никакого превращения элементов не произошло.

И в то же время наш старый знакомый щелочной металл калий перестает быть нашим знакомым. Вместо него появляется некто неизвестный, с тремя оболочками вместо четырех, с девятью электронами на внешней оболочке вместо столь привычного одного. А стало быть, и химический характер «новокалия» придется изучать с самого начала.

Каким окажется этот характер, можно лишь догадываться: еще никто не держал в руках и крупицы «калия‑оборотня».

Если же сверхвысокое давление будет наращивать мощь, то и другие, идущие за калием, элементы потеряют свое привычное лицо. Ступенчатое заполнение электронных оболочек – закон для менделеевской таблицы – исчезнет. Пока одна оболочка не кончит свое строительство, следующая останется пустой.

…Это будет тоже периодическая система. Другая, не менделеевская. Ее обитатели (кроме элементов первых трех периодов) окажутся иными. Ее «щелочными» металлами станут медь и прометий, «благородными газами» – никель и неодим, у которых закончат формирование соответствующие внешние оболочки.

Вот какой может оказаться «глубинная» химия! Необычные валентности, странные свойства, удивительные соединения…

Заманчиво? Чрезвычайно! Реально? Кто знает… Вероятно, здесь опять потребуется «сумасшедшая» идея – ведь речь идет о получении материи совершенно нового типа. Положим, что она действительно существует при сверхвысоких давлениях. В обыкновенных же условиях она должна приобрести форму обычных элементов.

Задержать, «заморозить» такой переход – вот в чем задача. Удастся ее решить, и мы получим фактически еще одну науку химию. Химию номер два.

Ее глазами