Guziki żołnierzy Napoleona, czyli o alotropii

Zacznijmy od alotropii, ponieważ jest to dość ważne pojęcie naukowe, istotne w fizyce i chemii. Nazwa pochodzi z greki: ἄλλος (allos) oznacza „inny/inna”, a τρόπος (tropos) – „miejsce”. Jest to występowanie danego pierwiastka (uwaga – tylko pierwiastka, nie związku chemicznego!) w dwóch lub więcej odmianach (w tym samym stanie skupienia). Typowym przykładem jest węgiel, który może występować m.in. jako grafit, grafen, diament, fulereny czy nanorurki. Z kolei odmiany fosforu to: czerwony, biały, fioletowy i czarny. Alotropia dotyczy też gazów. Tu przykładem jest tlen, który może istnieć jako cząsteczka O₂, ale też jako odmiana trójatomowa (O₃). Odmiany alotropowe zawsze różnią się od siebie właściwościami fizycznymi i (czasami) chemicznymi. Alotropia występuje też w przypadku wielu pierwiastków metalicznych. Jednym z nich jest żelazo, które ma pięć odmian alotropowych różniących się od siebie strukturą krystaliczną, co ma olbrzymie znaczenie dla metalurgii oraz inżynierii materiałowej.

Ale bardzo ciekawy przypadek stanowi cyna – jeden z metali, który znany jest od najdawniejszych czasów. Przez wieki była wykorzystywana szeroko przez ludzi – ma względnie niską temperaturę topnienia, łatwo się ją odlewa. Cyna tworzy dwie odmiany alotropowe. W temperaturze pokojowej występuje odmiana β (cyna biała), która poniżej temperatury 13,2°C bardzo powoli zmienia się w odmianę α (cynę szarą). Ponieważ obie odmiany różnią się zdecydowanie (o 25%) gęstością przemiana ta wygląda dość dramatycznie. Pozostawiony w niskiej temperaturze kawałek cyny białej po prostu zaczyna się powoli rozsypywać na proszek. Co więcej, zauważono, że jeśli dotknie się cyny białej elementem z cyny szarej, proces ten następuje znacznie szybciej. Dlatego też taką przemianę nazywa się czasem zarazą cynową (trądem cynowym). Warto tutaj dodać, że cyna biała ma właściwości metaliczne, natomiast odmiana szara jest półprzewodnikiem. Przedmiotów wykonanych z czystej cyny nie wolno trzymać w zimnych pomieszczeniach. Sale muzealne, w których czasami są one eksponowane, muszą być ogrzewane w taki sposób, aby temperatura nie spadała poniżej temperatury przemiany.

No dobrze, a co z guzikami? W czasie, gdy wojska napoleońskie szły na Moskwę, szynele wojskowe i spodnie były wyposażone w tanie guziki cynowe. Wyprawa zaczęła się latem, a więc nie było początkowo problemu, ale pod koniec 1812 r. zaczęły się typowe rosyjskie mrozy. Według jednej z hipotez przyśpieszyło to klęskę Napoleona, ponieważ żołnierzom zaczęły się po prostu rozsypywać guziki w odzieży. Brzmi to dość spójnie z fizycznego punktu widzenia, ale hipoteza ta nie została jak dotąd potwierdzona. Krytycy uważają, że ówczesne guziki były produkowane z taniej cyny zanieczyszczonej m.in. ołowiem, a taki stop, co ciekawe, nie ulega zarazie.

Autor

Mirosław Dworniczak

Jestem emerytowanym chemikiem, który nadal pisze o rozmaitych sprawach, głównie na łamach miesięcznika „Wiedza i Życie”. Interesuję się naukami ścisłymi, twórczością Leonarda Cohena, popularyzuję e-papierosy jako metodę wychodzenia z nałogu palenia tytoniu. Słucham dobrej muzyki z lat 60. i 70. oraz tzw. piosenki autorskiej (poezji śpiewanej). Bardzo lubię czytać książki – różne, różniste.
Twitter: Mirek „Stary Chemik”
BlueSky: ‪@oldchemist.bsky.social‬

Ostatnie wpisy

Archiwum autora

• energia jądrowa12 stycznia 2026Radziecka droga do bomby atomowej
• zoologia8 stycznia 2026Hipopotam
• EM poleca10 grudnia 2025EM Poleca (#37) Chris McNab – J. Robert Oppenheimer. Człowiek, który stworzył bombę atomową
• EM poleca19 listopada 2025EM Poleca (#34) Benjamín Labatut – „Maniak”