Электроны и котики

Наука и жизньНаука

Электроны и котики

Кандидат химических наук Максим Абаев

Объясняя простые арифметические правила, авторы школьных учебников и учителя любят «эксплуатировать» детей и конфеты. В более «здоровых» задачках, правда, сладости стараются заменить на фрукты — они как-никак полезнее шоколадок. Но сути дела это не меняет: в начальных классах учиться складывать и делить нам удобнее на апельсинах или попугаях. Когда же в восьмом классе в школьной программе доходит дело до изучения химии, то все объяснения «на пальцах» магическим образом куда-то пропадают, уступая место скучным определениям вроде «способности атома в молекуле смещать к себе общие электронные пары». Восьмиклассники-то уже не первоклашки, тут яблочками и апельсинчиками не обойтись. Вопрос на засыпку: а вы вспомнили сейчас, как называется эта способность атомов?

Между прочим, маститые учёные прошлого совсем не стеснялись обращаться к аналогиям, когда пытались объяснить что-то новое и непонятное, вроде квантовой механики, причём даже не школьникам, а своим же коллегам-учёным. Так появился знаменитый кот Шрёдингера*, который, как известно, сидит ни жив ни мёртв в закрытой комнате. Всё-таки для нашего мозга переживать за пушистых созданий естественнее, чем размышлять о суперпозициях квантовых состояний. Поэтому попробуем обратиться к этому полезному опыту — кошачьей помощи — в объяснении научных истин, а конкретно, особенностей химической связи между атомами.

* Мысленный эксперимент, который физик Эрвин Шрёдингер придумал, чтобы показать некоторые особенности квантовой механики. Впрочем, учёные до сих пор по-разному трактуют выводы из этого необычного опыта.

Для химии связи между атомами важны так же, как и социальные связи в нашем обществе — без них никуда. Собственно, вся химия — наука про то, как химические связи образуются, как разрушаются и от чего всё это зависит. Проблема в том, что реальные молекулы — вовсе не шарики-атомы, соединённые между собой палочками-связями, как их часто любят рисовать. Молекулы, атомные ядра и электроны — объекты квантового мира, и они живут по своим законам, весьма отличающимся от привычных для нашего мира. Раз так, то, казалось бы, — бери формулы квантовой механики и рассчитывай все свойства любых молекул. Однако на практике такие расчёты упираются в чудовищную вычислительную сложность, да и конечный результат будет не точным, а только приблизительным, к тому же не всегда приближенным именно к реальности.

Поэтому в химии до сих пор в ходу разные правила, понятия и обобщения, которые пытаются как-то упростить причуды квантового мира до более простых и понятных закономерностей. Одно из таких понятий — электроотрицательность. Это длинное слово обозначает способность атома химического элемента притягивать к себе электроны от других атомов, с которыми он образует химические связи. И пока мы не запутались в решении квантово-химических уравнений для атомных ядер и кучки электронов, самое время прибегнуть к помощи специальных «химических котиков».

Представим себе такую гипотетическую ситуацию: один и тот же университет окончили мальчик Коля и девочка Маша. Помимо дипломов о высшем образовании и мешков под глазами от сдачи курсовых и экзаменов у каждого из них было по одному котику, фотографии которых они регулярно постили в социальных сетях. Пост за постом, лайк за лайком, и через некоторое время Коля приглянулся Маше, а Маша — Коле, и, как в старых добрых сказках, решили они жить вместе долго и счастливо. И их котики стали жить вместе с ними, куда же без них. Однако коты — создания не только милые и пушистые, но ещё и себе на уме. Поэтому, оказавшись вместе с нашей влюблённой парочкой, оба они стали наблюдать: а кто даст больше корма, дольше почешет за ухом или позже прогонит с тёплого ноутбука. Конечно, и Маша и Коля любили котиков, но кто-то один из них был более «котоположительным» — вот

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Мне не в чем оправдываться» «Мне не в чем оправдываться»

26 декабря 2020 года в возрасте 98 лет ушёл из жизни Джордж Блейк

Дилетант
Клетка для выгула детей и еще 4 очень странные ретрофотографии Клетка для выгула детей и еще 4 очень странные ретрофотографии

Подборка из пяти ретрофотографий, на которых происходит что-то странное

Maxim
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
Лекарство от безнадежности. Новый препарат от Альцгеймера — правда или миф? Лекарство от безнадежности. Новый препарат от Альцгеймера — правда или миф?

Эффективное средство от болезни Альцгеймера — мечта фармацевтических компаний

СНОБ
Дайсон против Дайсона Дайсон против Дайсона

Как работает сфера Дайсона

Наука и жизнь
Кирилл Серебренников: «Мне нужно ощущение хаоса» Кирилл Серебренников: «Мне нужно ощущение хаоса»

Кирилл Серебренников — о лете, границах, голосовых сообщениях и искусстве

РБК
Насколько велика знаменитая Великая хартия вольностей Насколько велика знаменитая Великая хартия вольностей

История появления Великой хартии вольностей

Наука и жизнь
Как работает двигатель без ГРМ? Как работает двигатель без ГРМ?

Кристиан фон Кёнигсегг доказал всему миру, что ГРМ — лишняя дорогая деталь

Популярная механика
Люди идут по свету? Люди идут по свету?

Свобода передвижения: так ли уж человечество добивалось этой привилегии?

Вокруг света
Поляризацию связали с цветом для сверхбыстрой спектроскопии Поляризацию связали с цветом для сверхбыстрой спектроскопии

Физики смогли ускорить спектроскопические измерения

N+1
Королева водорослей Королева водорослей

Как превратить природный мусор на пляже в искусные и долговечные предметы?

Вокруг света
Улетные каникулы космических туристов Улетные каникулы космических туристов

Теперь о путешествии на орбиту можно не только мечтать

Playboy
Маломощные реакторы спасут мирный атом Маломощные реакторы спасут мирный атом

Репутация – главная проблема атомной энергетики в XXI веке

Популярная механика
Переход на водород Переход на водород

Решения для широкого использования водорода как топлива уже существуют

Наука
Какие фильмы с Крисом Эвансом стоит посмотреть? Какие фильмы с Крисом Эвансом стоит посмотреть?

Лучшие фильмы с Крисом Эвансом (и ни слова о супергероике)

GQ
«Вы ботаник? Это прекрасно!»: Пол Грэм о том, почему «яростные ботаники» — недооценённая группа «Вы ботаник? Это прекрасно!»: Пол Грэм о том, почему «яростные ботаники» — недооценённая группа

Эти люди часто кажутся застенчивыми, но они умны и конкурентноспособны

VC.RU
Явь Явь

Стрит-арт-группа «Явь» сделала знаковую работу «Терпение», которую уже закрасили

Собака.ru
За кадром «Интерстеллара», история кости и чудеса матанализа: 8 новых нон-фикшн книг За кадром «Интерстеллара», история кости и чудеса матанализа: 8 новых нон-фикшн книг

8 сильных книг: искусство статистики, план по снижению выбросов и другие

Популярная механика
Оля Гинзбург Оля Гинзбург

Оля Гинзбург, дизайнер Ola Ola, делает коллаборации с художницей Данини

Собака.ru
Frances McDormand Frances McDormand

Мысли Фрэнсис Макдорманд

ЖАРА Magazine
В Русь ворвусь В Русь ворвусь

Гранд-вояж в красивый русский город — новый жанр светской жизни

Tatler
Экологичный растворитель поможет переработать литий-ионные аккумуляторы Экологичный растворитель поможет переработать литий-ионные аккумуляторы

Экологичный растворитель поможет регенирировать катодный материал

N+1
Лев человеку волк Лев человеку волк

История противостояния львов-людоедов и строителей железной дороги в Кении

Maxim
11 признаков того, что вы не восстановились после родов 11 признаков того, что вы не восстановились после родов

Как понять, что вы не восстановились после родов?

Psychologies
10 советских фильмов, которые надо показать иностранцу или пришельцу 10 советских фильмов, которые надо показать иностранцу или пришельцу

Фильмы, которые покажут и расскажут, как жилось советскому человеку

Maxim
Повод для вызова Повод для вызова

Прямая речь актрисы и режиссера Светланы Устиновой

OK!
Как правильно целоваться? Как правильно целоваться?

Чтобы довольными остались все участники процесса

GQ
Телеведущая Телеведущая

Специальный проект «Секреты профессии»

Лиза
Гнев небес Гнев небес

Взрыв сверхновой поблизости от Земли способен уничтожить почти все живое

Вокруг света
Не надо работать в Goldman Sachs Не надо работать в Goldman Sachs

Эссе сооснователя Netflix Марка Рэндольфа

Inc.
Открыть в приложении