«Когда я работал на заводе, где производили угольный порошок, я заметил черный отпечаток своего большого пальца на бутерброде. И задумался, почему хлеб, картофель, рис и сахар, состоящие в основном из углерода, не черные».
Удобнее всего объяснить это на примере. Натрий вступает в бурную реакцию с водой, хлор — ядовитый зеленовато-желтый газ. Но хлорид натрия, вещество, содержащее эти два элемента, — безобидная пищевая соль, обладающая свойствами, разительно отличающимися от свойств ее компонентов.
Черный порошок для копировальных аппаратов — измельченный углерод в его элементарной форме. Частицы очень малы и расположены беспорядочно. Падающий на них свет поглощается и не отражается, поэтому порошок кажется черным. Бутерброд, несомненно, содержит углерод, но не в элементарной форме. В данном случае он соединен с кислородом и водородом в составе углеводородов. У таких соединений есть свои свойства, не имеющие ничего общего со свойствами составляющих их элементов. Ломтики хлеба довольно хорошо отражают свет с разной длиной волны, поэтому, когда мы смотрим на хлеб при дневном свете, он выглядит белым.
Углерод обычно пребывает в твердой аморфной форме, это значит, что ему недостает упорядоченной кристаллической решетки. По этой причине, а также из-за положения отдельных электронов на внешней орбите атома углерода свет поглощается, а не отражается. Это значит, что атомы углерода в графите, копоти и черном угле кажутся черными.
Алмаз — тоже углерод, но обычно прозрачный, потому что в его кристаллической решетке электроны занимают другие положения и создают бесцветный кристалл. Алмазы могут иметь окраску, если в них присутствуют атомы других элементов, обычно — металлов, а связи с электронами меняются. Так появляются голубые, желтые, розовые и зеленые алмазы.
Углерод присутствует в таких продуктах, как хлеб и картофель, в форме гидратов, т. е. он химически связан с водой и потому не кажется черным. Чтобы он снова стал черным, необходимо удалить воду, обычно путем нагревания. Вот почему подгоревший тост черный.
Сахар — тоже углерод и вода. Но если добавить концентрированную серную кислоту, вы увидите, как она высосет из сахара воду, оставив один черный углерод.
