В интернете кто-то неправ! Научные исследования спорных вопросов. Ася Казанцева
сразу сделайте умный вид и произнесите магическое заклинание: “шесть-ноль-два-на-десять-в-двадцать-третьей”. Оно мгновенно ликвидирует любую возможность рассуждений об эффекте сверхмалых доз. Теперь все, что останется вашему собеседнику, – это история про Жака Бенвениста и память воды, а ее мы тоже уже обсуждали в предисловии.
Чтобы оппонент в споре вас не запутал, полезно понимать, что это за волшебная цифра, для чего она нужна и откуда взялась[8]. Дело вот в чем. Атомы и молекулы материальны, но весят очень-очень мало. Настолько мало, что при расчетах ужасно неудобно оперировать килограммами или еще какими-нибудь привычными нам единицами массы. Гораздо удобнее измерять массу молекул в протонах и нейтронах (электронами обычно можно пренебречь, они совсем легкие). К счастью, протон и нейтрон весят почти одинаково, поэтому можно ввести специальную единицу измерения – атомную единицу массы (а.е.м.), которая примерно равна массе протона или массе нейтрона. При переводе в привычные единицы измерения она составит 1,67 × 10-24 грамма.
Отсюда выводится очень важная пропорция. Если мы знаем, какую долю грамма весит 1 атомная единица массы, то мы можем подсчитать, сколько атомных единиц массы – то есть протонов и нейтронов – будет в 1 грамме вещества. Причем любого вещества: вода, спирт или сахар состоят из молекул, молекулы из атомов, атомы из протонов и нейтронов, их масса нам известна.
1 а. е м. = 1,67 × 10-24 грамма
N а.е.м. = 1 грамм
N = 1 × 1/1,67 × 10-24 = 0,6 × 1024 = 6 × 1023
Это число называется постоянной Авогадро, NА. На самом деле его рассчитывают чуть более сложным способом с привлечением атомов углерода, и массу а.е.м. определяют существенно точнее, и получается очень много знаков после запятой. Школьники и студенты используют значение 6,02 × 1023. Принципиально важно, что это коэффициент соответствия между массой, выраженной в а.е.м., и массой, выраженной в граммах.
Это проще пояснить на примере, особенно если взять для примера этиловый спирт, C2H5OH. Прежде всего нам нужно выяснить, какой будет масса одной его молекулы, измеренная в а.е.м. Это легко, потому что прямо в таблице Менделеева указаны массы всех атомов, входящих в состав спирта, и их надо просто сложить. Атомная масса углерода – у него шесть протонов и шесть нейтронов – составляет 12,011 а.е.м. У водорода есть один-единственный протон, и его атомная масса 1,0079. Кислород с его восемью протонами и восемью нейтронами даст нам 15,9994 а.е.м. Все это можно с чистой совестью округлить до целых чисел и выяснить, что молекула этилового спирта будет большой и тяжелой:
12 × 2+1 × 6 + 16 = 46 а.е.м.
Это значит, что 6,02 × 1023 таких молекул будут весить уже не 1 грамм, как в предыдущих расчетах. Они будут весить в 46 раз больше.
В том случае, если вы решили не читать предыдущие несколько абзацев, поверьте мне на слово: мы точно знаем, что 46 граммов чистейшего этилового спирта содержат ровно 6,02 × 1023 его молекул. Это очень большое число. Но не бесконечное.
Теперь
Лучше всего почитать об этом в замечательной книге “Основы химии”, написанной сотрудниками Новосибирского государственного университета Александром Мануйловым и Владимиром Родионовым; это самое логичное и понятное учебное пособие из всех, что мне встречались. В 2014 году книга вышла в издательстве “Центрполиграф”, а также доступна на сайте авторов: http://www.hemi.nsu.ru/.