Аркадий Курамшин - Элементы: замечательный сон профессора Менделеева

Наступление «эры кремния» в электронике отнюдь не отправило германий на заслуженный отдых (химические элементы вообще редко выходят на пенсию). Существует целый ряд задач, с которыми может справиться только германий — оптические элементы систем ночного видения, материал для оптико-волоконных кабелей и для устаревшего формата записи компьютерных данных — перезаписываемых дисков DVD.

В отличие от многих других элементов список соединений германия, находящих практическое применение не так широк — сам элемент в виде простого вещества, диоксид германия (GeO 2) и тетрахлорид германия (GeCl 4), который все равно применяют для получения высокочистых образцов элементарного германия и его диоксида, который, помимо прочего, может применяться как катализатор для получения полиэтилентерефталата — полимера, из которого изготавливают тару для напитков. Предполагается, что германий не токсичен для растений и животных, и это, наверное, единственный неметалл, соединения которого никак не применяются в фармакологии.

33. Мышьяк

В мировой литературе можно найти сюжет про то, как персонаж, известный тёмными делами в молодости, встаёт на дорогу исправления, перевоспитывается и начинает путь служения обществу, временами, правда, давая волю своему тёмному попутчику. Мышьяк вполне бы мог стать героем такого сюжета — соединения элемента, известный с древности как снадобье для отравителей — «король ядов» или «яд королей», сейчас применяется уже в исключительно мирных целях — производные мышьяка используются как инсектициды, пигменты, антисептики для древесины, лекарственные препараты для лечения рака и псориаза и как компоненты пиротехнических составов.

Мышьяк, как и германий, хотя и считается неметаллом, опять же проявляет свойства и металлов, и неметаллов, что и позволяло относить его к металлоидам. В группе Периодической системы, к которой принадлежит мышьяк, все химические элементы, кроме азота токсичны, причём наиболее опасны фосфор, сурьма и, в первую очередь, мышьяк. Токсическое действие соединений мышьяка объясняется тем, что они способны вступать в реакции с фрагментами SH ферментов, дезактивируя их. Инактивация ферментов приводит к нарушению ряда жизненно важных функций в организме, а образующиеся в результате этой реакции арсениты медленно выводятся из организма, попутно повреждая клетки печени. Популярность мышьяка как яда в древние времена связана с тем, что симптомы отравления мышьяком напоминают симптомы холеры, что и позволяло маскировать смерть от отравления под смерть от инфекционного заболевания, которое в те времена вполне могло считаться смертью от естественных причин. Достоверно распознавать отравления мышьяком стало возможно только в начале XIX году. В 1836 английский химик Джеймс Марш разработал для криминалистов качественную реакцию на мышьяк, известную как «проба Марша» (иногда эту реакцию ещё называют реакцией мышьякового зеркала). Первым применением пробы Марша в судебной токсикологии стало рассматривавшееся в 1840 году во французском суде дело об отравлении Шарля Лафаржа его супругой Мари. Судебному эксперту удалось с помощью пробы Марша установить смертельные дозы мышьяка в теле отравленного мужа даже после эксгумации.

Название мышьяка в русском языке происходит от слова «мышь» — его соединения применялись истребления грызунов. Международное название мышьяка на латинском языке — arsenicum , заимствованное греческое слово « arsenicos », которое, в свою очередь является греческой вариацией персидского слова « зарник », означающего аурпигмент (одно из названий руды мышьяка, известной как желтая мышьяковая обманка). Созвучное греческому названию мышьяка слово « arsenikon » означает «обладающий мужской силой», что породило легенду о том, что в отсутствие виагры её роль могли выполнять производные мышьяка. Сложно сказать, использовали ли в античности аурпигмент как возбуждающее средство, но точно известно, что эта мышьяксодержащая руда — трисульфид мышьяка (As 2S 3) применялась как пигмент уже при отделке древнеегипетских гробниц.

Мышьяк образует несколько аллотропных модификаций. Одна из них — жёлтый мышьяк, выглядит как типичный неметалл, а вторая — хрупкое вещество серо-зелёного цвета, которое называют серый или «металлический» мышьяк. Эти модификации различаются не только цветами. Плотность жёлтого мышьяка — 1.97 г/см 3, а серого — 5.73 г/см 3. Наиболее стабильной модификацией является серый мышьяк, который плавится при 817 °C. Серый мышьяк легко окисляется кислородом с образованием короля ядов или яда королей — «белого мышьяка», который уже не аллотропная модификация мышьяка, а его оксид — As 2O 3. Запах белого мышьяка напоминает запах чеснока, и до появления пробы Марша отравление мышьяком диагностировали по чесночному запаху, исходящему от потерпевшего. Иронично, но в 2001 году появилась статья, в которой говорилось о том, что небольшие дозы чеснока могут стать защитой от хронического отравления малыми дозами мышьяка, попадание которых в организм может быть связано с низким качеством питьевой воды (конечно, эксперименты проводились на лабораторных животных).

Хроническое отравление мышьяком в наши дни в отличие от острых отравлений прошлого не носят антропогенный характер. В ряде стран из-за эрозии местных горных пород мышьяк попадает в колодцы и другие источники питьевой воды (наиболее страдает от этого Бангладеш). Симптомы хронического отравления мышьяком начинают проявляться с изменения пигментации кожи и её ороговения (гиперкератоза). Через десять лет постоянного потребления загрязнённой мышьяком воды повреждение кожи перерождается в злокачественные образования кожи. Проблема с мышьяком в питьевой воде была обнаружена в 1990-е годы. С тех пор методы очистки водопроводной воды от мышьяка были модернизированы, людям, пользующихся колодцами и водоёмами разъясняли, какие источники воды безопасны. Однако проблема стоит ещё остро. По оценкам Всемирной организации здравоохранения на 2018 год до 20 миллионов из 45 миллионов жителей Бангладеш подвергаются риску воздействия мышьяка в концентрациях, превышающих национальный стандарт, равный 50 мкг/литр, и рекомендуемую величину ВОЗ, равную 10 мкг/литр.

Ну и напоследок — хотя соединения мышьяка вряд ли когда-то смогли подарить кому-то фантастические эротические ощущения, то на «афтепати» от таких ощущений мышьяк мог присутствовать, начиная с XX века. В 1910 году Пауль Эрлих, двумя годами ранее разделивший с Ильёй Ильичом Мечниковым Нобелевскую премию по физиологии и медицине разработал мышьяксодержащее соединение сальварсан, которое успешно применялось для лечения сифилиса. Сальварсан и его улучшенная версия — неосальварсан, были первые химиотерапевтическими препаратами направленного действия, которые были синтезированы в лаборатории.