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

Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф

Кто самый великий физик?

Наука и жизнь
Удивительная история о мужской дружбе Удивительная история о мужской дружбе

Похожие проблемы могут стать почвой для дружбы совершенно разных людей

СНОБ
Насколько велика знаменитая Великая хартия вольностей Насколько велика знаменитая Великая хартия вольностей

История появления Великой хартии вольностей

Наука и жизнь
Мария Островская Мария Островская

Мария Островская 25 лет борется за улучшение жизни людей с особенностями

Собака.ru
Драма 1921 года Драма 1921 года

Страшные подробности царь-голода в Советской России 1921 года

Дилетант
Завезенные на австралийский остров тасманийские дьяволы погубили колонию пингвинов Завезенные на австралийский остров тасманийские дьяволы погубили колонию пингвинов

Попытка защитить один вид от вымирания привела к проблемам для других

N+1
Дайсон против Дайсона Дайсон против Дайсона

Как работает сфера Дайсона

Наука и жизнь
Ё-моё, сани и бутылка водки: что изобретают и патентуют богатейшие люди России Ё-моё, сани и бутылка водки: что изобретают и патентуют богатейшие люди России

Насколько изобретательны 200 богатейших предпринимателей из списка Forbes

Forbes
Машина желаний Машина желаний

Фантастический рассказ о том, что бы было, если бы существовала машина желаний

Вокруг света
Ветер шелестит страницами. Девять книг на лето Ветер шелестит страницами. Девять книг на лето

Сейчас лучшее время взяться, наконец, за ту самую стопку «отложенного на потом»

Seasons of life
Занимательная физика Занимательная физика

Мечта всех родителей – обучающие игрушки

Популярная механика
Кирилл Серебренников: «Мне нужно ощущение хаоса» Кирилл Серебренников: «Мне нужно ощущение хаоса»

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

РБК
Лев человеку волк Лев человеку волк

История противостояния львов-людоедов и строителей железной дороги в Кении

Maxim
Криштиану Роналду: в чем его секреты тренировок и питания Криштиану Роналду: в чем его секреты тренировок и питания

Роналду говорит: «Иметь талант недостаточно. Нужно упорно работать»

Maxim
Ранненеолитическое поселение Кёртик-тепе назвали крупным центром развития духовной культуры Ранненеолитическое поселение Кёртик-тепе назвали крупным центром развития духовной культуры

Артефакты с богатым орнаментом нашли при раскопках в Юго-Восточной Анатолии

N+1
Лучшие фильмы по Стивену Кингу, по мнению самого Стивена Кинга Лучшие фильмы по Стивену Кингу, по мнению самого Стивена Кинга

Король ужасов о том, какие экранизации своих произведений он считает идеальными

Maxim
Нежный бархат Нежный бархат

Сокровище, а не девушка

Playboy
Такими должны быть байки: история чоппера в красках Такими должны быть байки: история чоппера в красках

От смертельно опасных гонок на деревянных трассах до голливудских экранизаций

GQ
Путин и самолет. Почему призраки пассажиров малайзийского лайнера преследуют Кремль Путин и самолет. Почему призраки пассажиров малайзийского лайнера преследуют Кремль

Суд по делу об уничтожении рейса МН17 будет дорого стоить российскому обществу

СНОБ
Как гигантские контейнеровозы перевозят грузы Как гигантские контейнеровозы перевозят грузы

Гигантский контейнеровоз кажется неподвижным и незыблемым перед лицом стихии

Популярная механика
Билл Гейтс: как нам адаптироваться к потеплению Билл Гейтс: как нам адаптироваться к потеплению

Отрывок из книги Билла Гейтса «Как нам избежать климатической катастрофы»

Inc.
Подлинная история «оружейного барона». Отрывок из книги Александра Гасюка о Викторе Буте Подлинная история «оружейного барона». Отрывок из книги Александра Гасюка о Викторе Буте

Отрывок из книги о Викторе Буте, обвиненном в сговоре против США

СНОБ
УЗИ на разных сроках беременности УЗИ на разных сроках беременности

Ведение беременности в современных условиях невозможно представить без УЗИ

9 месяцев
Мальчики учат нас краситься: 10 самых популярных бьюти-блогеров парней Мальчики учат нас краситься: 10 самых популярных бьюти-блогеров парней

Лучшие бьюти-блогеры - мужчины, овладевшие мастерством визажа в идеале

Cosmopolitan
Булочки Cinnabon как пример сокращения рисков и можно ли накопить на отпуск, если вы не готовы рисковать Булочки Cinnabon как пример сокращения рисков и можно ли накопить на отпуск, если вы не готовы рисковать

Отрывок из книги Эллисон Шрагер «Заходит экономист в публичный дом»

Inc.
Лиза Арзамасова: «Ни перерыв в работе, ни выпадание из профессии меня не пугают» Лиза Арзамасова: «Ни перерыв в работе, ни выпадание из профессии меня не пугают»

Елизавета Арзамасова рассказала о предстоящем декрете и своем отношении к диетам

Cosmopolitan
10 опасных животных, которые кажутся безобидными 10 опасных животных, которые кажутся безобидными

Немножко неудобной правды о братьях наших меньших

Maxim
Азарт и блокчейн: как беспроигрышная криптолотерея привлекла $200 млн и оказалась лотереей для одного победителя Азарт и блокчейн: как беспроигрышная криптолотерея привлекла $200 млн и оказалась лотереей для одного победителя

Как устроена криптовалютная беспроигрышная лотерея?

Forbes
Прокаженных в средневековой Англии накормили некачественным мясом Прокаженных в средневековой Англии накормили некачественным мясом

Археолог выяснил рацион питания больных из лепрозория в городе Чичестер

N+1
Редактирование с помощью CRISPR/Cas впервые испытали внутривенно Редактирование с помощью CRISPR/Cas впервые испытали внутривенно

Шестеро пациентов легко перенесли генетическое редактирование печени

N+1
Открыть в приложении