Как там у вас, на Бета-Лире?

Истина первая. Повторение — мать учения (эта свежая мысль адресуется, впрочем, лишь тем читателям, которые сочтут, что сведения, излагаемые далее, относятся к разряду общеизвестных).

Истина вторая. О каких бы формах жизни ни шла речь, живое вещество должно быть совокупностью сложных молекул. Отважиться на «оживление» кристалла хлористого натрия не решаются даже те отчаянные авторы фантастических рассказов, у которых от знакомства со школьными курсами физики, химии и биологии остались лишь непреходящие чувства тоски и страха. Только сложная молекула способна сохранять «память» о тех воздействиях внешней среды, которая в научных работах называется информацией. Информация в данном случае — не только и даже не столько сведения о том, с каким счетом вчера сыграли «Динамо» со «Спартаком», а вся совокупность взаимодействий растительного или животного организма с окружающей средой.

Но сложные молекулы могут образовываться только из более простых в результате длинного ряда химических реакций, которые привели к образованию живого вещества. Самое интересное, что для нас сейчас (но только сейчас, так сказать, в эту читательскую минуту), в общем-то, несущественно, возникла ли жизнь на Земле или занесена на нашу планету спорами или даже мыслящими существами. Ведь так или иначе хотя бы однажды живое вещество должно было возникнуть самопроизвольно [14] в результате последовательных химических превращений.

Истина третья. Сколько-нибудь сложные реакции, приводящие к образованию сложных соединений, могут протекать лишь в растворах или, говоря более общо, в жидкой фазе. Реакции между твердыми (кристаллическими) веществами, во-первых, весьма немногочисленны по сравнению с жидкофазными, а во-вторых, и это самое главное, протекают в сотни, в тысячи раз медленнее, чем реакции в растворах. В самом деле, пусть «сойдутся» два кристаллических соединения, для того чтобы прореагировать друг с другом. Если даже реакция протекает мгновенно, все равно продукта взаимодействия образуется самая малость, потому что этот продукт, образовавшись, преградит доступ реагирующим веществам друг к другу. Чтобы реакция прошла дальше, необходимо, чтобы продукт реакции проследовал (продиффундировал) в глубь каждого из кристаллов, а на его место пришли реагирующие вещества. Диффузия же в кристаллах — процесс настолько медленный, что, существуй наша планета не пять миллиардов лет, а в тысячу раз дольше, все равно этого времени оказалось бы недостаточно, чтобы кристаллы, реагируя друг с другом, образовали живое вещество.

Но ведь возможны еще реакции в газовой фазе — эти уж, как известно, могут протекать очень быстро. Но, увы, возможность образования живого вещества в газовой фазе исключена, потому что…

Истина четвертая… потому что сколько-нибудь сложные соединения не могут существовать в газообразном состоянии. Причина этой нестабильности сложных соединений сурова, драматична и весьма проста. Чем сложнее молекула органического соединения (а самые сложные соединения — органические), тем легче ее «разломать». Дело в том, что по мере усложнения молекулы все меньшая доля энергии приходится на одну химическую связь, в частности на связь между атомами углерода — ту самую связь, благодаря которой и образуются органические соединения и которая обусловливает поразительное разнообразие мира органических соединений.

С другой стороны, чем сложнее химическое соединение, чем более громоздка его молекула, тем выше температура его кипения и тем выше величина удельной энергии испарения (энергии, которую необходимо затратить для перевода одного грамма жидкости в пар). Поэтому у очень сложных соединений энергия испарения превышает удельную энергию связи между отдельными частями молекулы этого соединения, и попытка перевести это соединение в пар (даже при высоком разрежении, когда температура кипения сильно понижается) приводит к драматическому исходу.

В самом деле, можно без труда перевести в пар уксусную кислоту. Но вот перевести в нар таракана, чтобы он при этом остался тараканом, не удалось еще никому, и могу утверждать — и не удастся.

Итак, химические реакции, которые привели к образованию живого вещества, могут протекать лишь в жидкой фазе, в растворе.

Истина пятая. Для того чтобы реакции протекали в растворах, должен быть подходящий растворитель.

Учебник химии планеты Огненная

Автор просит вчитаться в приводимую ниже цитату с максимальным вниманием. Просьба эта вызвана тем, что специалисты-химики, скользнув по цитате взглядом и заметив совсем простенькое уравнение реакции нейтрализации, решат, что здесь ровным счетом ничего нового и, стало быть, ничего стоящего внимания нет. А неспециалисты, которые, боюсь, вынесли еще со школьной скамьи не очень приязненное отношение к химии, постараются пропустить эти «дремучие» подробности. И все же…

Нет, в этом отрывке ничего не напутано, и слово «кислота» рядом с химической формулой КОН поставлено не случайно, так же как и слово «основание» — рядом с формулой НСl. Это и не отрывок из фантастической повести, где цитируется отрывок из учебника химии, по которому занимаются аборигены (вернее, аборигенята) планеты Куэк-Уок, что находится в Крабовидной туманности. Не следует думать также, что это выдержка из контрольной работы по химии рвущегося во второгодники семиклассника. Здесь все от первого до последнего слова верно.

Вспомним, как учебник химии (земной, а не куэк-уокский) определяет понятие «кислота»: «Соединение, которое, будучи растворенным в воде, отщепляет катионы водорода Н⁺». Очень похожими словами учебник дает определение понятия «основание»: «Соединение, которое, будучи растворенным в воде, отщепляет анионы ОН^–».

Обратите внимание на то, как настойчиво подчеркиваются в этих формулировках слова «растворенное» и «вода». Случайность? Ну, о случайностях здесь уже столько говорено, что лучше сразу искать причину появления этих слов в определениях самых фундаментальных понятий химии.

«Растворенное»… А затем следует растворять, что сами по себе кислота или основание никаких ионов отщеплять не могут. Вода вступает с претендентами в кислоты и основания в химическое взаимодействие, например HCl + HCl + H₂O = H₃О⁺ + Cl^– и только это взаимодействие приводит к появлению ионов в растворе. Тут, правда, появляется ион Н₃О⁺ а не Н⁺. Но и то сказать — существовать ион Н в водном растворе не может. Ведь это не что иное, как «голый» протон. А создаваемое этой элементарной частицей поле имеет такую напряженность, что притягивает к себе молекулу воды, которая очень походит на маленький магнитик. Вот и получается сложная частица H₃О⁺.

«Вода»… Ну, зачем нужна она, это и вовсе непонятно. Ведь кислота — это раствор катионов Н₃0⁺, а они могут появиться, естественно, только в водном растворе. Все это так, но почему кислота — это обязательно присоединение протона к молекуле воды? А если к молекуле спирта, эфира, кетона? Пока нет никаких оснований числить способность образовывать растворы кислот только за водой.

Может быть, исключительность воды проявляется в другом? Известно, что даже в совершенно чистой воде часть (правда, очень небольшая) ее молекул диссоциирует на ионы: 2H₂O = H₃O⁺ + ОН. Это обстоятельство позволяет предложить новую формулировку понятий «кислота» и «основание»: кислота — соединение, которое в растворе (водном, конечно) отщепляет тот же катион, который образуется при самодиссоциации воды; основание — соединение, которое в растворе отщепляет тот же анион, что и вода.