Химия представляет собой науку, изучающую состав, структуру и свойства веществ, а также происходящие в них изменения. Основа современной химии – периодическая система элементов, разработанная русским ученым Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Все элементы периодической системы расположены в соответствии с их атомной структурой. Водород занимает первое место в таблице, поскольку он является самым простым из всех существующих элементов и его ядро состоит только из одного протона и одного вращающегося вокруг него электрона.
Протоны несут положительный заряд и являются мельчайшими частицами ядра. Гелий с двумя протонами занимает второе место в периодической таблице. Углерод имеет шесть протонов, а кислород – восемь. Все элементы различаются по количеству содержащихся в них протонов.
Нейтрон представляет собой еще одну частицу, входящую в состав ядра атома. В отличие от протонов нейтроны не несут электрического заряда, они нейтральны, отсюда и их название.
Электрон – третья основная частица, составляющая атомы, обладает отрицательным электрическим зарядом. В каждом атоме одно и то же количество электронов и протонов. Однако в отличие от протонов и нейтронов электроны не находятся в ядре атома. Они вращаются вокруг ядра с высокой скоростью, что позволяет положительному и отрицательному полям существовать отдельно.
Различия в структуре атома (количество протон/электрон) определяют различия между элементами.
Главное правило классической химии состоит в том, что одни элементы не
могут превращаться в другие. Для того чтобы превратить железо (с двадцатью протонами) в серебро (с восемнадцатью протонами), потребовалось бы изъять восемь протонов из ядра железа. Но протоны связаны друг с другом большой ядерной силой, и их число в ядре можно изменить только в процессе ядерной реакции. Поэтому все протекающие на Земле реакции представляют собой химические реакции, основанные на обмене электронами, и не затрагивают ядра атома.
В средние века существовала наука алхимия, предшественница современной химии. Алхимики не имели представлений о периодической таблице и атомной структуре элементов и полагали, что можно превратить один элемент в другой (по вполне очевидным причинам любимым их занятием было превращение железа в золото). Теперь мы знаем, что этот процесс невозможно произвести в земных условиях. Для того чтобы такое превращение произошло, необходимы огромные температуры и силы давления, которые нереально получить ни в одной земной лаборатории.
Но это вполне реально, если найти подходящее место.
Такое место, оказывается, есть, и оно находится в самом сердце звезд.