Как открыли фосфор? Про фосфор (интересные факты).

Фосфор - важная составляющая живой и неживой природы. Он находится в недрах Земли, воде и в нашем организме, а академик Ферсман даже прозвал его «элементом жизни и мысли». Несмотря на свою полезность, белый фосфор может быть чрезвычайно опасен и ядовит. Давайте же поговорим подробнее о его характеристиках.

Открытие элемента

История открытия фосфора началась с алхимии. Начиная с XV века европейские ученые жаждали отыскать философский камень или же «великий эликсир», при помощи которого удастся превращать любые металлы в золото.

В XVII веке алхимик Хенниг Бранд решил, что путь к «магическому реактиву» лежит через мочу. Она жёлтая, а, значит, содержит золото или как-то с ним связана. Ученый старательно собирал материал, отстаивал его, а затем перегонял его. Вместо золота он получил белое вещество, которое светилось в темноте и неплохо горело.

Открытие Бранд назвал «холодным огнем». Позже получать фосфор подобным способом додумался ирландский алхимик Роберт Бойль и немец Андреас Магграф. Последний также добавлял в мочу уголь, песок и минерал фосгенит. Впоследствии вещество назвали phosphorus mirabilis, что переводилось как «чудотворный носитель света».

Светоносный элемент

Открытие фосфора стало настоящей сенсацией среди алхимиков. Одни то и дело пытались выкупить у Бранда секрет получения вещества, другие пробовали дойти до этого самостоятельно. В XVIII веке было доказано, что элемент содержится в костных останках организмов, и вскоре открылось несколько заводов по его производству.

Французский физик Лавуазье доказал, что фосфор является простым веществом. В таблице Менделеева он стоит под номером 15. Вместе с азотом, сурьмой, мышьяком и висмутом он относится к группе пниктидов и характеризуется как неметалл.

Элемент довольно распространенный в природе. В процентном соотношении в массе земной коры он занимает 13 место. Фосфор активно взаимодействует с кислородом и не встречается в свободном виде. Он существует в составе многочисленных минералов (больше 190), таких как фосфориты, апатиты и т.д.

Белый фосфор

Фосфор существует в виде нескольких форм или аллотропных модификаций. Они отличаются друг от друга плотностью, цветом и химическими свойствами. Обычно выделяют четыре главные формы: белый, черный, красный и металлический фосфор. Другие модификация представляют собой только смесь из вышеперечисленных.

Белый фосфор очень неустойчив. При нормальных условиях на свету он быстро переходит в красный, а высокое давление превращает его в черный. Его атомы расположены в виде тетраэдра. Он обладает кристаллической молекулярной решеткой, с формулой молекулы Р4.

Выделяю также жёлтый фосфор. Это не ещё одна модификация вещества, а название неочищенного белого фосфора. Он может иметь как светлый, так и темно-бурый оттенок и характеризуется сильной ядовитостью.

Свойства белого фосфора

По консистенции и внешнему виду вещество напоминает воск. Оно обладает чесночным запахом и жирное на ощупь. Фосфор мягкий (без особых усилий его можно разрезать ножом) и деформируется. После очищения становится бесцветным. Его прозрачные кристаллы радужно переливаются на солнце и похожи на алмазы.

Он плавится при 44 градусах. Активность вещества проявляется даже при комнатной температуре. Основная характеристика фосфора - его способность к хемилюминесценции или свечению. Окисляясь на воздухе, он излучает бело-зеленый свет, а со временем самовоспламеняется.

Вещество практически не растворяется в воде, но может гореть в ней при длительном контакте с кислородом. Оно хорошо растворяется в органических растворителях, например, в сероуглероде, жидком парафине и бензоле.

Применение фосфора

Человек «приручил» фосфор как в мирных, так и в военных целях. Вещество используют для производства фосфорной кислоты, которую применяют для удобрений. Раньше она широко использовалась для окраски шерсти, изготовления фоточувствительных эмульсий.

Белый фосфор применяется не очень широко. Основная его ценность в горючести. Так, вещество используют для зажигательных боеприпасов. Этот вид оружия был актуален во время обеих Мировых воин. Его применяли в войне в Газе в 2009 году, а также в Ираке в 2016 году.

Красный фосфор используется более широко. Из него делают топливо, смазочные материалы, взрывчатые вещества и головки спичек. Различные соединения фосфора используют в промышленности в средствах для смягчения воды, добавляют в пассиваторные средства, чтобы защитить металл от коррозии.

Содержание в организме и влияние на человека

Фосфор является одним из жизненно необходимых элементов для нас. В виде соединений с кальцием он присутствует в зубах и скелете, придавая костям твердость и прочность. Элемент присутствует в соединениях АТФ и ДНК. Он имеет важнейшее значение для деятельности мозга. Находясь в нервных клетках, он способствует передаче нервных импульсов.

Фосфор содержится в мышечной ткани. Он участвует в процессе преобразования энергии из белков, жиров и углеводов, поступающих в организм. Элемент поддерживает кислотно-щелочной баланс в клетках, осуществляется их деление. Он способствует метаболизму, крайне необходим во время роста организма и его восстановления.

Вместе с тем, фосфор может быть опасен. Сам по себе белый фосфор является очень токсичным. Доза выше 50 миллиграмм приводит к летальному исходу. Отравление фосфором сопровождается рвотой, головной и желудочной болью. Попадание вещества на кожу вызывает ожоги, которые заживают очень медленно и болезненно.

Избыток фосфора в организме приводит к ломкости костей, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, появлению кровотечений, анемии. От перенасыщения фосфором страдают также печень и система пищеварения.

Фосфор в роли азота

Химики-органики получили огромное количество соединений, в состав которых входят водород и элементы второго периода Периодической системы - углерод, азот, кислород. Не отстают от них и специалисты в области химии элементоорганических соединений, которые, как правило, вводят в состав классического органического соединения заместители, содержащие элементы старших периодов, например кремний или фосфор. Элементоорганические заместители, бесспорно, придают соединениям широкий спектр практически полезных свойств, однако сегодня известно мало примеров, когда гетероатомы выступают в роли более тяжелых аналогов классических C, N, O в гетероциклических ароматических системах. Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха пополнили этот список, синтезировав фосфорсодержащий аналог циануровой кислоты («Angewandte Chemie Int. Ed.», 2017, 56, 5, 1356-1360, doi: 10.1002/anie.201610156).

Шестичленный гетероцикл, циануровую кислоту - C 3 N 3 (OH) 3 и ее производные часто применяют в качестве агентов для сшивки полимеров, а также для получения гербицидов, красителей и других полезных химикатов. Исследователи из группы Хансйорга Грютцмахера уверены, что фосфорсодержащий аналог циануровой кислоты C 3 P 3 (OH) 3 (он же трифосфабензол или 2,4,6-три(гидрокси)-1,3,5-трифосфинин) сможет найти применение в тех же областях, став основой для синтеза фосфорсодержащих полимеров, а возможно, и лигандом для комплексов переходных металлов.

Циануровая кислота - одно из первых органических соединений, синтезированных в лаборатории. В 1829 году ее получил тримеризацией изоциановой кислоты HNCO Фридрих Вёлер. Это произошло всего лишь год спустя после того, как тот же Вёлер синтезировал мочевину из неорганических веществ. Сегодня промышленный способ получения циануровой кислоты основан на пиролизе мочевины, и он так прост, а ее роль настолько велика, что химиков давно интересовал ее более тяжелый аналог, в котором все атомы азота были бы замещены атомами фосфора. Однако до Грютцмахера с соавторами это никому не удавалось.

Исследователи из Швейцарии (возможно, как и многие до них) сперва полагали, что фосфорсодержащий аналог циануровой кислоты удастся получить, тримеризуя исходное соединение HPCO, но все попытки кончались неудачей. Тогда они изменили тактику и методом проб и ошибок выяснили, что взаимодействие натриевой соли Na(OCP) и борорганического соединения приводит к борзамещенному фосфаалкину, тримеризация которого дает мультиграммовые количества соединения с циклом C 3 P 3 . Дальнейшая обработка борсодержащего интермедиата трет-бутанолом позволила получить целевое соединение C 3 P 3 (OH) 3 .

Хосе Гойкоэчеа из Оксфордского университета, в группе которого в 2013 году впервые получили фосфорсодержащий аналог мочевины, H 2 PC(O)NH 2 («Journal of the American Chemical Society», 2013, 135, 51, 19131-19134, doi: 10.1021/ja4115693), заявляет, что его коллеги из Цюриха совершили прорыв и наверняка у них будут многочисленные последователи.

У Грютцмахера с коллегами пока нет планов коммерциализации фосфорсодержащего аналога циануровой кислоты. Исследователи в первую очередь хотят изучить возможность применения ароматического C 3 P 3 (OH) 3 , его бор- и кремнийсодержащих производных в качестве π-акцепторных лигандов и попробовать получить комплексы переходных металлов.

Более трехсот лет отделяют нас от того момента, когда гамбургский алхимик Геннинг Бранд открыл новый элемент - . Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать эликсир жизни или философский камень, с помощью которых старики молодеют, больные выздоравливают, а неблагородные превращаются в . Не забота о благе людском, а корысть руководила Брандом. Об этом свидетельствуют факты из истории единственного настоящего открытия, сделанного этим алхимиком.

В ходе одного из опытов он выпарил мочу, смешал остаток с углем, песком и продолжил выпаривание. Вскоре в реторте образовалось вещество, светившееся в темноте. Правда, kaltes Feuer (холодный огонь), или «мой огонь», как Бранд его называл, не превращал в и не изменял облика старых людей, но , что полученное вещество светилось без подогрева, было необычно и ново.

Этим свойством нового Бранд не замедлил воспользоваться. Он стал показывать различным привилегированным лицам, получая от них подарки и деньги. Хранить тайну получения фосфора было нелегко, и вскоре Бранд продал ее дрезденскому химику И. Крафту. Число демонстраторов фосфора увеличилось, когда рецепт его изготовления стал известен И. Кункелю и К. Кирхмейеру. В 1680 г. независимо от предшественников новый элемент был получен знаменитым английским физиком и химиком Робертом Бойлем. Но вскоре Бойль умер, а его ученик А. Ганквиц изменил чистой науке и вновь возродил «фосфорную спекуляцию». Лишь в 1743 г. А. Маркграф отыскал более совершенный способ получения фосфора и опубликовал свои данные для всеобщего сведения. Это событие положило конец брандовскому бизнесу и послужило началом серьезного изучения фосфора и его соединений.

На первом, пятидесятилетием этапе истории фосфора, кроме открытия Бойля, лишь одно событие отмечено историей науки: в 1715 г. Генсинг установил наличие фосфора в мозговой ткани. После опытов Маркграфа история элемента, приобретшего много лет спустя номер 15, стала историей многих больших открытий.

Хронология этих открытий

В 1769 г. Ю. Ган доказал, что в костях содержится много фосфора. же самое подтвердил через два года знаменитый шведский химик К. Шееле, предложивший способ получения фосфора из золы, образующейся при обжиге костей.

Еще несколькими годами позже Ж. Л. Пруст и М. Клапрот, исследуя различные природные соединения, доказали, что широко распространен в земной коре, главным образом в виде фосфата кальция.

Больших успехов в изучении свойств фосфора достиг в начале 70-х годов XVIII в. великий французский химик Антуан Лоран . Сжигая фосфор с другими веществами в замкнутом объеме воздуха, доказал, что фосфор - самостоятельный элемент, а воздух имеет сложный состав и слагается по крайней мере из двух компонентов - кислорода и азота. «Таким образом он впервые поставил на ноги всю химию, которая в своей флогистической форме стояла на голове». Так Ф. Энгельс писал о работах в предисловии ко второму тому Ka-питала».

В 1709 г. Дондональд доказал, что соединения фосфора необходимы для нормального развития растений.

В 1839 г. другой англичанин, Лауз, впервые получил суперфосфат - фосфорное удобрение, легко усвояемое растениями.

В 1847 г. немецкий химик Шреттер, нагревая без доступа воздуха, подучил новую разновидность (аллотропную модификацию) элемента № 15 - , а уже в XX в., в 1934 г., американский физик П. Браджыен, изучая влияние высоких давлений на разные , выделил похожий на черный фосфор. Таковы основные вехи в истории элемента № 15. Теперь проследим» что последовало за каждым из этих открытий.

«В 1715 году Генсинг установил наличие фосфора в мозговой ткани… В 1769 году Ган доказал, что в костях содержится много фосфора»

Фосфор аналог азота

Хотя физические и химические свойства этих элементов очень сильно различаются, есть у них. и общее, в частности , что оба эти элемента совершенно необходимы животным и растениям. Академик А. Е. Ферсман называл фосфор «элементом жизни и мысли», ж это определение вряд ли можно отнести к категории литературных преувеличений. Фосфор обнаружен буквально во всех органах зеленых растений: в стеблях, корнях, листьях, но больше всего его в плодах и семенах. Растения накапливают фосфор и снабжают им животных.

В организме животных фосфор сосредоточен главным образом в скелете, мышцах и нервной ткани.

Из продуктов человеческого питания особенно богат фосфором желток куриных яиц.

Тело человека содержит в среднем около 1,5 кг элемента № 15. Из этого количества 1,4 кг приходится на кости, около 130 г-на мышцы и 12 г -на нервы и мозг. Почти все важнейшие физиологические процессы, происходящие в нашем организме, связаны с превращениями фосфор-оргапических веществ. В состав костей фосфор входит главным образом в виде фосфата кальция. Зубная эмаль - это тоже соединение фосфора, которое по составу и кристаллическому строению соответствует важнейшему минералу фосфора апатиту Ca5(P04)3(F, Сl).

Естественно, что, как и всякий жизненно необходимый элемент, фосфор совершает в природе круговорот. Из почвы его берут растения, от растений этот элемент попадает в организмы человека и животных. В почву фосфор возвращается с экскрементами и при гниении трупов. Фосфоробактерии переводят органический фосфор в неорганические соединения.

Однако в единицу времени из почвы выводится значительно больше фосфора, чем поступает в почву. Мировой урожай сейчас ежегодно уносит с полей больше 3 млн. т фосфора.

Естественно, что для получения устойчивых урожаев этот фосфор должен быть возвращен в почву, и потому нет ничего удивительного в том, что мировая добыча фосфоритной руды сейчас составляет значительно больше 100 млн. т в год.

«…Пруст и Клапрот доказали, что фосфор широко распространен в земной коре, главным образом в виде фосфата кальция»

В земной коре фосфор встречается исключительно в виде соединений. Это главным образом малорастворимые соли ортофосфорной кислоты; катионом чаще всего служит ион кальция.

На долю фосфора приходится 0,08% веса земной коры. По распространенности он занимает 13-е место среди всех элементов. Фосфор содержится не менее чем в 190 минералах, из которых главнейшие: фторапатит Ca5(P04)3F, гидроксилапатит Са5(Р04)3ОН, фосфорит Саэ(Р04)2 с примесями.

Фосфора делятся на первичные и вторичные. Из первичных особенно распространены апатиты, часто встречающиеся среди пород магматического происхождения. Эти образовались в момент становления земной коры.

В отличие от апатитов фосфориты залегают среди пород осадочного происхождения, образовавшихся в результате отмирания живых существ. Это вторичные .

В виде фосфидов железа, кобальта, никеля фосфор встречается в метеоритах. Разумеется, этот распространенный элемент есть и в морской воде (6 10-6%).

«Лавуазье доказал, что фосфор - самостоятельный химический элемент…»

Фосфор - неметалл (то, что раньше называли металлоид) средней активности. На наружной орбите атома фосфора находятся пять электронов, причем три из них не спарены. Поэтому он может проявлять валентности 3-, 3+ и 5+.

Для того чтобы фосфор проявлял 5+, необходимо какое-либо воздействие на атом, которое бы превратило в неспаренные два спаренных электрона последней орбиты.

Фосфор часто называют многоликим элементом. Действительно, в разных условиях он ведет себя по-разному, проявляя то окислительные, то восстановительные свойства. Многоликость фосфора - это и его способность находиться в нескольких аллотропных модификациях.

Пожалуй, самая известная модификация элемента № 15 -мягкий, как воск, белый или желтый фосфор. Это ее открыл Бранд, и благодаря ее свойствам элемент получил свое имя: по-гречески «фосфор» значит светящийся, светоносный. Молекула белого фосфора состоит из четырех атомов, построенных в форме тетраэдра. Плотность 1,83, температура плавления 44,1° С. ядовит, легко окисляется. Растворим в сероуглероде, жидких аммиаке и S02, бензоле, эфире. В воде почти не растворяется.

При нагревании без доступа воздуха выше 250° С превращается в красный. Это уже полимер, но не очень упорядоченной структуры. Реакционная способность у красного фосфора значительно меньше, чем у белого. Он не светится в темноте, не растворяется в сероуглероде, не ядовит. Плотность его намного больше, структура мелкокристаллическая.

В отличие от подавляющего большинства элементов состоит только из одного изотопа 31 P. В ядерных реакциях синтезировано несколько короткоживущих радиоактивных изотопов элемента № 15. Один из них - фосфор-30 оказался вообще первым изотопом, полученным искусственным путем. Это его получили в 1934 г. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри при облучении алюминия альфа-частицами. Фосфор-30 имеет период полураспада 2,55 минуты и, распадаясь, излучает позитроны («положительные электроны»). Сейчас известны шесть радиоактивных изотопов фосфора. Наиболее долгоживущий из них 33 P имеет период полураспада 25 дней. Изотопы фосфора применяются главным образом в биологических исследованиях.

НАЧАЛО СУПЕРФОСФАТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Первое в мире промышленное производство суперфосфата было организовано в 1842 г. в Англии. В России подобные предприятия появились в 1868 и 1871 гг. До революции в нашей стране было построено всего шесть суперфосфатных заводов, их общая производительность не превышала 50 тыс. т в год. В годы первой мировой войны, иностранной интервенции и гражданской войны четыре завода из шести вышли из строя, и в 1918 г. в нашей стране было выпущено всего 2,8 тыс. т суперфосфата. А всего через 20 лет, в 1938 г., по производству фосфорных удобрений Советский Союз занял первое место в Европе и второе место в мире. Сейчас доля пашей страны в мировом производстве фосфоритной руды и фосфорных удобрений составляет примерно четвертую часть.

СВИДЕТЕЛЬСТВУЕТ Д. Н. ПРЯНИШНИКОВ. «...Как бы правильно ни хранился и применялся навоз, он не может вернуть почве того, чего он сам не содержит, т. е. крупной доли фосфора, отчужденного из хозяйства в проданном зерне, костях животных, в молоке и пр.; таким образом, почва постепенно, но неуклонно теряет свой фосфор (или по крайней мере его усвояемую часть), и за известным пределом фосфор попадает в положение того «минимального фактора», которого наиболее недостает для получения хорошего урожая, как это совершенно правильно было подмечено еще Либихом». (Из статьи «О значении фосфатов для нашего земледелия и о расширении возможности непосредственного применения фосфоритов», 1924).

АПАТИТЫ ЗАПОЛЯРЬЯ. В 1926 г. А. Е. Ферсманом и его сотрудниками были открыты огромные запасы апатита на Кольском полуострове. Спустя много лет академик А. Е. Ферсман писал об этом месторождении: «.зеленый искристый апатит с серым нефелином образует сплошную стену в 100 м. На 25 км протягивается этот замечательный пояс хибинских тундр, огибая их кольцом. Исследования показали, что апатитовая руда уходит в глубину даже ниже поверхности океана, и около двух миллиардов тонн этих ценнейших ископаемых накоплено здесь в Хибинах, не имея себе равных нигде в мире» («Занимательная минералогия», 1937), На базе этого месторождения был построен горнохимический комбинат «Апатит» им. С. М. Кирова. Незадолго до войны было открыто еще одно очень крупное месторождение фосфорного сырья - фосфориты Kapa-Tay в Казахстане. Фосфориты есть и в других районах нашей страны, в частности в Подмосковье. Но лучшее сырье для производства фосфорных удобрений до сих пор дает апатитовый «пояс хибинских тундр».

КАК ВЫГЛЯДИТ АПАТИТ. Вновь обратимся к «Занимательной минералогии». «Апатит - это фосфорнокислый кальций , но внешний вид его такой разнообразный и странный, что недаром старые минералоги назвали его апатитом, что значит по-гречески «обманщик»: то это прозрачные кристаллики, до мелочей напоминающие берилл или даже кварц , то это плотные массы, неотличимые от простого известняка, то это радиально-лучистые шары, то порода зернистая и блестящая, как крупнозернистый мрамор».

КТО ЖЕ ПЕРВЫЙ? Французский историк Ф. Гефер утверждает, что общепринятое мнение, будто фосфор впервые получен алхимиком Г. Брандом в 1669 г., неверно. По его данным, фосфор умели получать еще в XII в. арабские алхимики, причем технология получения фосфора у них была такая же, как у Бранда: выпаривание мочи и нагревание сухого остатка с углем и песком. Если так, то человечество знакомо с элементом № 15 почти 800 лет.

КРАСНЫЙ И ФИОЛЕТОВЫЙ. Самые известные модификации фосфора - белая и красная, обе они используются в промышленности. Прочие разновидности элемента № 15 - фиолетовый, коричневый, черный фосфор - можно встретить только в лабораториях. Но фиолетовый фосфор стал известен людям намного раньше, чем красный. Русский ученый А. А. Мусин-Пушкин впервые получил его еще в 1797 г. В некоторых книгах можно встретить утверждение, что красный и фиолетовый фосфор - одно и то же. Но эти разновидности отличаются не только цветом. Кристаллы фиолетового фосфора крупнее. Красный фосфор получается при нагревании белого в замкнутом объеме уже при 250°С, а фиолетовый - только при 500°С.

«СВЕТЯЩИЙСЯ МОНАХ». Из воспоминаний академика С. И. Вольфковича: «Фосфор получался в электрической печи, установленной в Московском университете на Моховой улице. Так как эти опыты проводились тогда в нашей стране впервые, я не предпринял тех предосторожностей, которые необходимы при работе с газообразным фосфором - ядовитым, самовоспламеняющимся и светящимся голубоватым цветом элементом. В течение многих часов работы у электропечи часть выделяющегося газообразного фосфора настолько пропитала мою одежду и даже ботинки, что когда ночью я шел из университета по темным, не освещенным тогда улицам Москвы, моя одежда излучала голубоватое сияние, а из-под ботинок (при трении их о тротуар) высекались искры.

За мной каждый раз собиралась толпа, среди которой, несмотря на мои объяснения, немало было лиц, видевших во мне «новоявленного» представителя потустороннего мира. Вскоре среди жителей района Моховой и по всей Москве из уст в уста стали передаваться фантастические рассказы о «светящемся монахе»...

ЧУДЕСА БЕЗ ЧУДЕС. Церковь не раз пользовалась белым фосфором для одурачивания верующих. Известны, как минимум, два вида «чудес», к которым причастно это вещество. Чудо первое: свеча, загорающаяся сама. Делается это так: на фитиль наносят раствор фосфора в сероуглероде, растворитель довольно быстро испаряется, а оставшиеся на фитиле крупинки фосфора окисляются кислородом воздуха и самовоспламеняются. Чудо второе: «божественные» надписи, вспыхивающие на стенах. Тот же раствор, те же реакции. Если раствор достаточно насыщен, то надписи сначала светятся, а затем вспыхивают и исчезают.

ФОСФОРОРГАНИКА И ЖИЗНЬ. О роли фосфорорганическпх соединений в важнейших биохимических реакциях организма написаны многие тома. В любом учебнике биохимии эти вещества не только многократно упоминаются, но и подробно описываются. Без фосфорорганическпх соединений не мог бы идти процесс обмена углеводов в ткани мозга. Фосфорсодержащий фермент фосфорилаза способствует не только распаду, но и синтезу полисахаридов в мозгу. В процессе окисления углеводов в ткани мозга важную роль играют дифосфопиридиннуклеотид и неорганический фосфат. Другой важнейший процесс - сокращение мышц поддерживается энергией, выделяющейся при реакциях с участием аденозинфосфатов. При сокращении мышцы молекула аденозинтрифосфата (АТФ) распадается на аденозиндифосфат и неорганическую фосфорную кислоту. При этом освобождается много энергии (8-11 ккал/моль). О важнейшей роли этих веществ свидетельствует и тот факт, что в мышечной ткани всегда поддерживается постоянный уровень АТФ.

Наверное, никто не станет возражать, что мифология современного человека подчиняется тем же законам, что и любая другая мифология. Разница, пожалуй, только в том, что различные предметы и субстанции, обладающие магическими и сверхъестественными свойствами, в сознании современного человека заменяются на научные и технологические достижения. Очень интересно рассмотреть в этом качестве белый фосфор – один из самых распространенных артефактов в легендах о Великой отечественной и Второй мировой войне. Ему нередко приписывают чуть ли не сверхъестественные свойства. Например, невероятно широко распространены легенды о якобы фосфорной начинке реактивных снарядов, которыми стреляли знаменитые «Катюши». К сожалению, большинство историков, в том числе военных – гуманитарии, и даже ученые степени не защищают их от естественной тяги к мифическим толкованиям реальности.

Прежде всего, по этому поводу надо сказать, что определенная загадка тут действительно есть. Танкисты, находящиеся внутри среднего танка T-IV, скорее всего отделаются легким испугом, если в метре-двух от него разорвется мощная фугасная бомба. Самое худшее – если осколок повредит ствол орудия, но, скорее всего, после окончания авианалета им придется менять пару траков у гусеницы или каток. Ударная волна фугасного заряда имеет температуру несколько сотен градусов, что маловато даже для легкого танка, а осколки противоснарядную броню просто не пробивают. У РС-а осколки имеют еще меньшую силу, они вообще не в счет, зато ударная волна принципиально другая. Ее температура в радиусе нескольких метров достигает двух тысяч градусов, что намного выше разных пределов устойчивости любых типов стали. Если на снимке тех лет виден, например, изогнутый ствол орудия или оплавленные края металлических деталей – можно не сомневаться, это результат воздействия РСов. В Брестской крепости показывали немецкий автомат, наполовину расплавленный и вдавленный в кирпичную стену такой волной. (При освобождении Бреста в 1944 году по крепости били «Катюши»). Обычные бризантные боеприпасы такую температуру создать не могут.

А тех, кто пытался выяснить причину этого необычного свойства советского чудо- , наверняка поражал и такой факт: хотя масса взрывчатки у РСов была в два раза меньше, чем у их аналогов, которыми стрелял «Небельверфер», урон они наносили несравнимо больший.

Впрочем, как и почему родилась легенда о фосфорной начинке РСов – загадка не менее удивительная. Ведь сам фосфор (ни белый, ни красный, ни черный) не является взрывчатым веществом, температуру горения он не увеличивает (для этого используют порошок алюминия или других металлов). Но эту загадку пусть разгадывают специалисты по мифологии, а мы сразу перейдем к техническим данным.

Так вот, как раз в составе самой начинки не было ничего необычного. Боевая часть РСа заполнялась тетранитропентаэритритом или тринитротолуолом – эти вещества были давно известны и немцам, и во всем мире. Они были начинкой большинства типов артиллерийских снарядов и авиабомб того времени. Ракетное топливо – пироксилиновый порох, специально разработанный талантливыми советскими химиками Филипповым и Сериковым, был уникален по рецептуре, но принципиально не отличался от большинства других бездымных порохов того времени.

Более того, в разгар Зимней войны, в конце 1939 года, финны передали немцам трофейный РС-82 и те его детально исследовали. На изготовление первого аналога ушло меньше года, а знаменитые шестиствольные реактивные минометы появились даже раньше «Катюш». Кстати, порох в немецких реактивных снарядах был даже технологичнее – при его производстве было меньше брака – и, по данным испытаний, проводившихся уже после войны, траектория полета немецких реактивных снарядов была более устойчивой, чем у их русских прототипов.

Так в чем же секрет? В боевой части советских реактивных снарядов был успешно реализован интерференционный эффект сложения двух детонационных волн: на противоположных сторонах отсека одновременно срабатывали два запала, дающих два центра детонации. В результате получалась высокотемпературная ударная волна высокой мощности. Одновременный разрыв нескольких таких снарядов усиливал температурный эффект, что еще больше способствовало увеличению поражающего воздействия.

Тем не менее во Второй мировой войне белый фосфор довольно часто использовался в качестве компонента огнесмесей и – намного реже – как самостоятельный поражающий фактор зажигательного оружия.

Сначала приведем отрывок из воспоминаний летчика Олега Васильевича Лазарева (О. Лазарев «Летающий танк. 100 боевых вылетов на Ил-2»):
«…Осматривая самолет, обратил внимание, что вместо бомб к нему подвозят ящики, сколоченные из неплотно сбитых досок, в которых просматриваются большие банки из светлой белой жести. «Что это?» – спросил я у оружейника. «Фосфор. Будете выливать его на фашистов». Я знал, что с «Ила» его можно выливать, но не знал, как это делается. Пришел инженер полка, следом за ним привезли ВАПы (выливной авиационный прибор). Тут же последовал инструктаж по их использованию.

Во второй половине дня наша эскадрилья пошла на задание. Вел ее Сеничкин. В составе группы летел и я. Полет с ВАПами в полку выполнялся впервые, поэтому Хромова беспокоил взлет, особенно после случая со мной. Машины будут взлетать в перегрузочном варианте. Выливной прибор громоздкий, поэтому он ухудшает аэродинамику самолета. Увеличивается лобовое сопротивление и уменьшается скорость полета, но главное, увеличивается длина разбега, что небезопасно при ограниченной длине нашей полосы.

Чтобы как-то облегчить машину, командир решил высадить воздушных стрелков и полет выполнять одним летчиком. На случай встречи с истребителями противника он попросил увеличить количество истребителей прикрытия. Перед вылетом на земле отработали боевой порядок группы на маршруте, при подходе к цели и в момент атаки. Удар предстояло нанести по колонне техники на дороге Брянск – Рославль и в месте ее скопления у переправы через Десну. Цель была узкой, поэтому выливание фосфора решили проводить парами. Рассчитали высоту, дистанцию между парами, начало выливания, обеспечивающее наибольшую эффективность поражения объекта. Полет выполнялся без каких-либо отклонений от разработанного плана. Выглядел он эффектно и зрелищно, как в кино. При подлете к цели с автомашин, танков и зенитных установок велся сильный огонь. Стреляли даже солдаты из винтовок.
Снопы искр от рикошетировавших о броню пуль летели, как с наждачного точила. Но стоило появиться длинным шлейфам огня, лившимся на землю из самолетов Сеничкина и Ершова в виде горящих шаров размером с хоккейный мяч, за которыми тянулись белые хвосты дыма, сразу же превращавшиеся в сплошное плотное облако, как огонь с земли сразу, точно по команде, прекратился. Летчики последующих пар, шедшие за ними на удалении 300–350 метров, хорошо видели бежавших от дороги фашистов. Но, остановленные огнем, они ложились головой вниз и терялись в дыму… …Там, где стояли танки, автомашины и, конечно же, фашисты, скопившиеся у разрушенной переправы возле Жуковки, образовалось большое белое облако. Поставленную задачу эскадрилья выполнила…»

Здесь стоит, прежде всего, обратить внимание на фразу: «Но стоило появиться длинным шлейфам огня… …как огонь с земли сразу, точно по команде, прекратился». Во время штурмовки «Илами» колонн с техникой паника у немцев была, в общем-то, делом обычным, но не с первого захода. Как правило, штурмовики сначала встречал плотный огонь из всех видов оружия, подавить который удавалось далеко не всегда. В данном же случае, немцы, увидев белый шлейф, медленно опускающийся вслед за первым штурмовиком, полностью потеряли способность к сопротивлению и бросились бежать. Видимо слава белого фосфора летела впереди «Илов», не смотря на то, что дело происходит осенью 41 года, когда еще этих штурмовиков на фронте было не так уж много. (Впрочем первыми белый фосфор на немцев еще в июле стали сбрасывать ночные бомбардировщики Пе-2, но вскоре отказались от его применения из-за слишком большой опасности для самих самолетов).

В самом деле, белый фосфор – действительно страшное оружие. При горении он размягчается, тянется и устойчиво прилипает ко всем поверхностям. Потушить его практически невозможно. Раны и ожоги от него чрезвычайно опасны – при попадании на кожу практически неминуемы ожоги третьей и четвертой степени, глубокий некроз тканей, поражения костей и костного мозга. При попадании белого фосфора на бронетехнику возникает не только опасность воспламенения паров бензина – почти наверняка это означает гибель экипажа, так как продукты горения по токсичности не уступают боевым отравляющим веществам, а радиус их действия даже в безветренную погоду достигает десятков метров. Пары фосфорного ангидрида при низкой влажности могут быть устойчивы несколько часов, стелются по земле, сгущаются на поверхностях, особенно на металлических, и снова испаряются.

Отдельным поражающим эффектом является и психологический шок – по последствиям также не уступающий результатам применения отравляющих веществ. Раненые с ожогами от фосфора, особенно с ожогами легких, – настоящий кошмар военных госпиталей: их жуткие крики и стоны на фоне бессилия врачей навсегда закрепляются в памяти выздоравливающих, отправляющихся на передовую с новыми порциями слухов-страшилок…

Понятно, что эти факты и вызываемый ими страх делают фосфор во-первых идеальным артефактом любой мифологии, а во-вторых очень убедительным аргументом против более сильного и самоуверенного противника. Не случайно использование в военных целях белого фосфора начинается в девятнадцатом веке во время различных восстаний и бунтов. Так в Ирландии повстанцы применяли его против британских военных и полицейских – и получалось довольно убедительно. В Первой Мировой войне практически все воюющие стороны использовали зажигательные пули с белым фосфором, особенно, для стрельбы по воздушным целям. Известны также гранаты, снаряды и бомбы, начиненные фосфором.

Однако, несмотря на сильное впечатление, производимое на противника такими боеприпасами, уже во время Второй Мировой войны белый фосфор как самостоятельный поражающий компонент применялся очень редко, достоверных сведений о таких фактах очень мало. Область применения сузилась: широко он применялся только как инициирующий (самовоспламеняющийся) компонент различных огнесмесей в зажигательном оружии.

«…Насколько эффективным был наш вылет, мы не знали. Могли только предполагать. Но, видимо, урон врагу нанесли немалый. Иначе немецкое командование в ультимативной форме не потребовало бы прекратить применение фосфора. Они заявили, что в противном случае будут использовать химическое оружие. Не уверен в достоверности этих слухов, но вылетов с ВАПами полк больше не делал. После нашего вылета весь полк два дня простоял в полной боевой готовности со снаряженными ВАПами. На третий их сняли, фосфор от самолетов убрали, и до конца войны мы его больше не видели…»

Слухи, доходившие до передовой, были не беспочвенны: действительно, осенью 1941 года через Швейцарский Красный Крест в Москве велись переговоры о запрещении фосфорных боеприпасов. Однако применение фосфора советскими ночными бомбардировщиками и штурмовиками довольно часто упоминаются в воспоминаниях и других летчиков, воевавших на разных фронтах (в частности у Василия Емельяненко, который летал на «Иле» еще с лета 1941 года). В целом факты применения белого фосфора были хоть и не многочисленны, но довольно регулярны.

Договоренности между правительствами воюющих стран были, конечно, важным сдерживающим фактором, но не они, в конечном счете, помешали фосфорным боеприпасам стать массовым оружием Второй мировой. Одну из истинных причин невольно указал автор приведенного выше отрывка: «…выливной прибор громоздкий, поэтому он ухудшает аэродинамику самолета…». Он еще не упомянул, что применять ВАП-ы нужно было на бреющем полете, с минимальной высоты, желательно 25 метров, что очень опасно для самих штурмовиков. Кроме того, при попадании даже небольших количеств фосфора на обшивку самолет в самом лучшем случае ожидал капитальный ремонт. Доставка компонентов фосфорного оружия в прифронтовых условиях тоже требовала специальных мер, обеспечение которых обходилось слишком дорого.

Несмотря на этот довольно ограниченные масштабы применения фосфора советскими штурмовиками в начальный период войны, эти факты породили множество ярких легенд и фантастических историй в народной и сетевой мифологии. Большая часть из них основана на элементарной терминологической путанице. Например, почти повсеместно такими авторами упоминаются, сбрасываемые «Илами» жестяные ампулы АЖ-2 с якобы «фосфорной» самовоспламеняющейся смесью КС.

Это очень типичный пример устойчивого заблуждения, бороться с которым, в общем-то, бесполезно, но попробуем еще раз.

Болванка современного американского подкалиберного бронебойного снаряда выполнена обычно из уранового сплава, но ведь из этого не следует, что американцы применяли ядерное оружие в Ираке или в Югославии.

Точно также и фосфор, растворенный в углеводородах, или находящийся в запальной ампуле зажигательного боеприпаса, является инициирующим элементом, а не поражающим. Он действительно широко использовался в различном зажигательном оружии и в составе огнесмесей, но добавлялся исключительно для самовозгорания при контакте с воздухом. Его количества было недостаточно для создания особого поражающего эффекта. Более того, присутствие фосфора даже в небольшом количестве в составе огнесмеси, конечно, делает ее продукты горения более ядовитыми и опасными, но физические качества самой смеси ухудшаются. В качестве самовоспламеняющегося на воздухе компонента огнесмесей более эффективным и удобным (особенно в зимнее время) оказался сероуглерод. Тоже, кстати, очень ядовитое и опасное соединение – и именно его чаще всего использовали в рецептах многих КС и «коктейлей Молотова».
Поэтому, встречая в источниках название «фосфор» или «фосфорная смесь», нужно относиться к ним очень осторожно – в 90 % случаев его можно заменить на «фосфорсодержащая смесь».

Еще в большей мере это касается немцев. У них большинство зажигательных смесей (включая применявшиеся в ранцевых огнеметах) были фосфорсодержащими. Отсюда многочисленные свидетельства того, как они буквально «заливали фосфором» советские окопы, укрепления и бронетехнику.

Гранулированный белый фосфор немцы, впрочем, тоже пробовали применять (правда, позднее – в середине 42 года), но видимо, неуспешно, так как свидетельства единичны и недостоверны. Скорее всего, для эскадрилий немецких пикировщиков применение фосфорных зажигательных бомб было просто слишком неудобно. «Штуки» на Восточном фронте постоянно работали в режиме «пожарной команды», делая в хорошую погоду по нескольку вылетов в день. Они гораздо чаще, чем советские штурмовики, меняли аэродромы. Снабжение боеприпасами и технические службы работали практически круглосуточно в экстремальном режиме. А бомбу-контейнер с белым фосфором нужно везти отдельным транспортом, ее установка требует долгой и квалифицированной работы специальной команды техников. Те задачи, которые «Юнкерсы» решали на поле боя, просто не могли ждать, и для них вполне достаточно было обычных боеприпасов.

Для бомбардировки же укреплений, гражданских зданий и промышленных объектов немцами эффективно применялись термитные бомбы (жители советских городов называли их «зажигалки»).

В то же время в немецких мемуарах и исторических исследованиях очень часто встречаются свидетельства об использовании фосфора авиацией союзников, главным образом, против гражданского населения.

Так что в целом можно сказать, что для применения белого фосфора не были разработаны и подготовлены в достаточной мере специальные боеприпасы, техника, средства хранения и транспортировки. А еще сказывался дефицит специально обученных людей, особенно техников-оружейников. Во многом аналогичная картина была и во время Первой Мировой – несмотря на то, что тогда еще не было и в помине никаких международных договоренностей и конвенций, фосфор все же применялся довольно ограниченно. К счастью, к началу Второй Мировой войны ни одна из сторон тоже не была готова технически и организационно к его массовому использованию. Большая часть специальных зажигательных средств и боеприпасов либо создавалась в экстренном порядке перед самой войной, либо уже после ее начала. В большинстве своем они носили экспериментальный характер, были несовершенны и слишком опасны в использовании. По мере совершенствования зажигательного оружия (в том числе, ампул для смесей «КС») и появления более удобных и надежных в использовании компонентов (как сероуглерод) белый фосфор довольно быстро терял свою актуальность.