Так же, как есть шесть видов металлов, есть – я доказал это достоверными экспериментами... – шесть видов полуметаллов... Я имел счастье быть первооткрывателем нового полуметалла, названного мной кобальт регулус, который ранее путали с висмутом...

Запись в дневнике Георга Брандта. 1741 г.

 

Пятидесятилетний период, охватывающий последнюю четверть XVIII в. и первую четверть XIX столетия, часто называют «революцией в естествознании». Колоссальных успехов достигла химия, которая в это время практически и сформировалась как самостоятельная наука.

Упомянутые гениальным шведским металлургом, химиком и минералогом Георгом Брандтом шесть металлов – это известные человечеству на протяжении тысячелетий золото, серебро, медь, железо, олово, свинец, а шесть «полуметаллов» – это ртуть, висмут, цинк, сурьма, кобальт, мышьяк. Как можно видеть, пять полуметаллов (по классификации Брандта) также были знакомы человеку, по крайней мере, со времен Древнего мира.

Георг Брандт родился в Стокгольме 21 июля 1694 г. Начал заниматься химией уже с раннего детства, помогая ставить опыты своему отцу – сначала аптекарю, а затем управляющему металлургическими предприятиями. Учился в Упсальском университете, а в 1721–1724 гг., совершенствовался в науках в Лейденском университете в Голландии под руководством выдающегося голландского химика Бургаве. Проучившись в Лейдене три года, Брандт направился в Реймс, где получил диплом доктора медицины, затем в Гарц для изучения горного дела и металлургии. Только после этого он вернулся в Швецию.

Исследования последних десятилетий показали, что многие металлы в исключительных условиях могут существовать в природе в самородном состоянии. К таким металлам относятся вышеупомянутые полуметаллы цинк, сурьма, висмут, а также алюминий.

В позднем средневековье было налажено производство оксида цинка в качестве попутного продукта переработки полиметаллических свинцовых, медных и серебряных руд. С этой целью к печам, в которых плавили руды, пристраивались специальные камеры для пылеулавливания.

Минералы сурьмы были известны человеку уже в глубокой древности. Наиболее распространенный из них – стибнит (Sb2S3, другое название – антимонит) в определённых условиях может образовывать природную краску, называемую сурьмяной охрой.

Согласно описанию Агриколы сурьмяные руды плавили в «двойных тиглях» следующим образом: «Верхняя часть двойного тигля похожа на стеклянный сосуд,...сужающийся книзу. Нижняя часть представляет собой сосуд с плоским дном... Нижний сосуд необходимо до краёв закопать в землю или золу.

Алхимики обозначали сурьму фигурой волка с открытой пастью. Такой «хищный» символ, выбранный для этого металла, был связан со способностью сурьмы растворять (пожирать) практически все известные в средневековье металлы. На рисунках алхимиков весьма распространенным сюжетом был волк, пожирающий солнце или царя; зная алхимическую символику, этот рисунок можно расшифровать как реакцию образования сплава сурьмы с золотом.

Высокая химическая активность сурьмы позволяла широко использовать её в средневековой металлотермии. Существовали многочисленные способы извлечения золота и серебра из полиметаллических руд с помощью сурьмы, очистки золота от примесей серебра и меди с помощью сурьмы и антимонита, очистки серебра от железа с применением сурьмы.

Висмут долгое время считался разновидностью сурьмы, свинца или олова. Известен самородный висмут, который является спутником месторождений серебра, сульфидных руд свинца, цинка, меди, железа, а также руд, содержащих сульфиды и арсениды кобальта и никеля.

Полуметалл, открытие которого позволило Георгу Брандту построить свою гармоничную систему простых веществ, издавна имел дурную славу. В рудниках средневековой немецкой провинции Саксонии, которая была крупнейшим по тем временам центром добычи серебра, довольно часто находили руду, которая по всем внешним признакам казалась серебряной, но при плавке получить из нее драгоценный металл не удавалось.

Помимо смальты, существуют другие кобальтовые красители: синяя алюминиево-кобальтовая краска – тенарова синь; зелёная – комбинация оксидов кобальта, хрома, алюминия, магния. Область их применения гораздо меньше, чем смальты. Особого внимания заслуживает изменчивость окраски соединений кобальта. Чудеса «превращения» красок известны ещё с XVI столетия.

Завершение эпохи полуметаллов и начало революции в естествознании было положено открытием никеля. В XVII в. в Саксонии, которая в те времена была главной «серебряной провинцией» Европы, была популярной легенда о насмешливом гноме – Старом Нике, который любил поддразнить горняков и нередко подсовывал им вместо медной руды похожий на неё минерал купферникель NiAs (нем. Kupfer – медь, Nickel – горный дух, гном).