Необычные вещества
Apr. 1st, 2010 01:28 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
eugeneboПолезно 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.
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.
