65. Tербий - Terbium (Tb)






В 1787 г. возле шведского городка Иттерби был найден минерал, содержащий редкоземельные элементы. При исследовании этого минерала была выделена окись, которую некоторое время принимали за индивидуальное однородное вещество, за окись одного элемента. Затем выяснилось, что эта "редкая земля" содержит несколько элементов из семейства лантаноидов. Первым из них был выделен элемент (как оказалось затем) с нечетным номером 65, два других имели четные номера и были выделены в порядке их следования сначала с номером 68, а затем - 70. Большое значение в их открытии сыграл спектральный анализ. Все они, как "родные братья", получили названия от городка, вблизи которого находилась их родина. Однако, чтобы не было путаницы, их названия сделали несколько отличными одно от другого. Иттербий - имя старшего "брата" (70), имя тербий получил младший "брат" (65), имя среднего (68) - эрбий.
Тербий, открытый Мозандером,- второй в числе семейства лантаноидов - отличается от остальных своих близких и дальних "родственников" малой распространенностью в природе.
Радиоактивный изотоп тербия - тербий-160 используется в качестве радиоактивного индикатора в аналитической химии пpи изучении процессов одновременного осаждения трудно разделимых смесей лантаноидов и других элементов.



66. Диспрозий-Dysprosium (Dy)


Пожалуй, самое примечательное в "биографии" этого элемента - его название: диспрозий, "диспрозитос" - по-гречески "труднодоступный".
Лекок-де-Буабодран в 1886 г. характеризовал элемент: редкий, распылен по земному шару, трудно отделим от других "рядовых" лантаноидов.
История диспрозия связана с теми "элементами", которые в разное время были "открыты", получили название, а затем "закрывались", так как представляли либо смесь элементов, либо ошибку анализа. Но в этой смеси всегда находился диспрозий.
Магнитные свойства диспрозия и его соединений открывают ему пути в радиотехнику и электронику.



67. Гольмий-Holmium (Но)


Гольм - слово, которое на всех германских наречиях служит для обозначения прибрежных островов. Окончание этого слова входит в многочисленные названия портовых и прибрежных городов, в частности и в название столицы Швеции - Стокгольм.
В честь латинского названия шведской столицы - Гольмиа - шведский химик П. Клеве произвел "имя" открытого им в 1879 г. нового элемента, оказавшегося из семьи лантаноидов.
Независимо от Клеве гольмий был открыт в 1878 г. швейцарским химиком Соре.
Гольмий - один из редчайших лантаноидов, находится в монацитовом песке и некоторых других минералах. Присутствует всегда с другими членами этого семейства, от которых с величайшим трудом отделяется после буквально многотысячных перекристаллизации.
О применении в чистом виде говорить не приходится: его не применяют из-за чрезвычайной трудности получения и связанной с этим исключительно высокой стоимости.
Достаточно указать, что в США один килограмм окиси гольмия стоит 350 000 долларов, т. е. почти в 320 раз дороже равного веса золота. Еще дороже ценится чистый металл.
Радиоактивный изотоп гольмия - гольмий-166 находит применение в аналитической химии в качестве радиоактивного индикатора.



68. Эрбий-Erbium (Ег)


Эрбий открыт Мозандером в 1843 г. О перспективах применения ничего сказать нельзя. Содержание этого элемента в земной коре так же невелико, как и большинства лантноидов.
Некоторые соли эрбия увеличивают количество гемоглобина и число красных кровяных телец в крови теплокровных животных. Не исключается возможность использования таких соединений в медицине.
Между прочим, в качестве исторического курьеза следует отметить, что сам Мозандер называл элемент с номером 65 эрбием. Элемент 68 он же назвал тербием. Отсутствие системы - классификации известных химических элементов - привело к тому, что в журнале решили расположить элементы в порядке ... количества букв в слове. "Мозандеровский эрбий" стал называться тербием, а тербий - эрбием. Так и остались эти названия до сих пор!



69. Тулий- Thulium (Tu)


"Тула" - название полулегендарной страны, которую географы древности считали самой северной частью земли, что соответствует для Европы Скандинавскому полуострову. Его древнее имя и послужило основанием шведскому химику Клеве для названия открытого им в 1879г. нового элемента. Тулий - четвертый из семьи лантаноидов, отличающийся от большинства своих "родственников" малой распространенностью в природе.
Причину малой изученности соединений тулия можно объяснить следующим образом: для того чтобы получить концентрат, содержащий 20 % тулия, понадобилось ... шесть лет! Для того чтобы повысить содержание тулия в концентрате до 99 %, понадобилось еще ... четыре года.
Хроматографический метод значительно упростил разделение лантаноидов, однако в 1955 г. стоимость одного килограмма металлического тулия в США составляла 300 тысяч долларов.
После открытия рентгеновских лучей к автору открытия Вильгельму Конраду Рентгену многие больные обращались за помощью. Не обошлось дело и без курьезов: один из просителей умолял "прислать несколько лучей" для просвечивания грудной клетки. Не лишенный остроумия автор попросил большого "прислать грудную клетку". Оставив в стороне комическую сторону дела, заметим, что и сейчас врачи доставляют больного к рентгеновскому аппарату, а не наоборот. В целом ряде случаев это очень усложняет диагностику.
Радиоактивный изотоп тулия - тулий-170 (период его полураспада 129 дней), обладающий мягким гамма-излучением, все шире и шире используется для целей медицинской диагностики и дефектоскопии. Рентгенопросвечивающие аппараты с радиоактивным тулием исключительно просты и в основном состоят из стальной трубки, в которой находится небольшое (0,1-0,2 г) количество радиоактивного тулия, заключенной в защитный свинцовый футляр. Радиоизотоп связан со спусковым тросиком, действием которого препарат пододвигается к плексигласовому окошечку, вмонтированному в переднюю часть аппарата, что дает возможность вести просвечивание или облучение.
В настоящее время тулий-170 используют для дефектоскопии легких металлов и сплавов, а также тонких стальных изделий (1-2 мм). Наиболее часто используемые изотопы кобальт-60, цезий-137 и ири-дий-192 в этих случаях не пригодны. Тулий-170 позволяет просвечивать алюминиевые изделия толщиной до 70 мм. Получают тулий-170 облучением нейтронами окиси тулия, заключенной в алюминиевые ампулы. Тулий - один из самых тяжелых редкоземельных элементов: его плотность составляет 9,32.



70. Иттербий-Ytterbium (Yb)


Предпоследним в списке "родственников" большой семьи лантаноидов является элемент иттербий. Довольно полная характеристика иттербия, как и некоторых его "родственников", может быть дана в нескольких словах: открыт в 1878 г. швейцарским химиком Ж. Ш. Мариньяком как примесь к элементу эрбию.
Однако иттербий оказался смесью двух лантаноидов, которые в 1907 г. были разделены французским химиком Ж. Урбеном и независимо от него Ауэром. Одному из них было оставлено прежнее название. Среди прочих лантаноидов иттербий отличается низкой температурой кипения -1800°С. В противоположность большинству представителей лантаноидов, способных частично выделяться из своих хлористых соединений в результате действия на них водорода при 800°С (причем легкость выделения возрастает в семействе лантаноидов от первого их члена к последнему), иттербий в свободном состоянии не выделен. Так же ведут себя самарий и европий.
Практического применения не имеет из-за чрезвычайной редкости.



71. Лютеций-Lutetium (Lu)


О последнем элементе из семейства лантаноидов, так же как и о некоторых других, много не скажешь. В отличие от всех лантаноидов, а также и большинства других элементов периодической системы Д. И. Менделеева, он имеет два названия: лютеций и кассиопей. Лютеций - древнее название Парижа, а точнее, главного города кельтского племени - паризиев - на р. Сене. В честь него французский химик Ж. Урбен и назвал новый элемент, открытый им в 1907 г. Одновременно новый элемент нашел К. Ауэр - австрийский ученый - и назвал его кассиопеем по имени одного из наиболее ярких, незаходящих созвездий Северного неба Кассиопей. Этот элемент находится в монацитовом песке.
От своих "родственников" отличается наименьшим атомным радиусом, наибольшей плотностью (9,74) и температурой плавления (1659-1750°С). В металлическом виде лютеций не получен еще до сих пор. Соединения лютеция применения пока не находят. В немецкой литературе элемент называют кассиопеем и ныне, а химики других государств узаконили название лютеций.



72. Гафний-Hafnium (Hf)


Серебро и золото, хотя и не химически чистые, видел каждый. Но спросите у кого-нибудь о гафнии, и большинство ответит, что ни гафния, ни его соединений они не видели. А между тем атомов гафния в природе в 25 раз больше, чем серебра, и в 1000 раз больше, чем золота. В чем же дело, почему мы не сталкиваемся с гафнием? Ответ очень простой: гафний - элемент весьма распыленный. Пригодные для промышленной переработки месторождения имеются в немногих пунктах земного шара.
В 1922 г. Ж. Урбен после многолетних работ о "редкими землями" выделил новый элемент. В честь населявших некогда территорию современной Франции древних племен, кельтов, новый элемент был назван кельтием. Выяснилось, что химические свойства нового элемента не соответствовали тем, которые он должен был иметь, соответственно месту в периодической системе элементов - 72. Исходя из периодического закона Д. И. Менделеева, химик Г. Хевеши и физик Д. Костер, отыскивая аналог циркония, естественно, искали его в минералах, заключающих последний. И действительно, в первом же минерале, подвергнутом исследованию,- норвежском цирконите - они открыли новый элемент с помощью излучения рентгеновского спектра (1923 г.). В честь древнего названия столицы Дании - Гафниа - открытый элемент назвали гафнием. B последствии было установлено, что гафний всегда сопутствует цирконию не только в естественных минералах, но и различных искусственно полученных препаратах. Кельтий же оказался смесью уже известных элементов редкоземельной группы. Трудность выделения гафния из природных соединений является причиной, ограничивающей его практическое использование.
Сходство химических свойств гафния и циркония и в связи с этим трудность их разделения обусловлены тем, что радиусы ионов циркония и гафния практически равны.
Гафний в два раза тяжелее циркония, плавится при более высокой температуре (2230°С), чем цирконий. Не менее интересен такой ряд температур плавления; окись гафния - 2912°C, борид гафния - 3250°C, нитрид гафния - 3310°С, карбид гафния - 3890°С; именно поэтому нитриды тугоплавких металлов, в том числе гафния, представляют основу жаропрочных сплавов, высокотемпературных огнеупоров, твердых материалов, сплавов радио- и электротехнического назначения (болометров, резисторов, термокатодов).



73. Тантал-Tantalum (Та)


Тантал в греческой мифологии - любимый сын Зевса. Будучи на правах любимца Зевса допущенным к трапезам богов. Тантал возгордился этим и, пригласив богов к себе на пир, подал им в виде угощения мясо собственного сына Пелопа, желая проверить их всеведение. За это преступление Тантал был наказан голодом и жаждой. Он был "заточен" в пруд, где стоял по горло в воде, под деревом, ветви которого свисали и гнулись под тяжестью спелых плодов. Всякий раз, когда Тантал, томимый жаждой, открывал рот, чтобы напиться, вода утекала от него; когда, мучимый голодом, он поднимал руку, чтобы сорвать плод, ветка с плодами уклонялась в сторону. Так древний миф описывал "танталовы муки".
Такие же муки перенесли химики, изучавшие свойства тантала, и особенно те ученые, которые пытались выделить тантал в чистом виде.
150 лет в коллекции Британского музея в Лондоне лежал ничем не примечательный минерал темного, почти черного цвета. От куска угля он отличался только очень тяжелым весом да прожилками золотистой слюды. Своей тяжестью минерал и привлек внимание химика К. Гэтчета, который исследовал неописанные минералы коллекции. Анализ показал наличие в минерале железа, кислорода и еще одного неизвестного элемента. По имени минерала, названного в честь Америки, где он был найден,- колумбита - открытый элемент назвали колумбием, а минерал ... положили в коллекцию. Это было в 1801 г. Год спустя химик Экеберг в минералах Скандинавского полуострова нашел новый элемент, который из-за мучительной трудности выделения был назван танталом. Изучая свойства колумбита, некоторые исследователи все более и более склонялись к мысли, что колумбий и тантал тесно смешаны в минерале колумбите.
В 1844 г. известный немецкий химик Г; Розе доказал, что в колумбите находятся два трудно разделимых элемента - ниобий и тантал. Они же вместе присутствуют и в минерале танталите, в манганотанталите, в ферротанталите и в некоторых других редких минералах. Наконец, было установлено, что колумбий и тантал почти всегда находятся вместе и что разделить их очень трудно.
В чистом виде тантал представляет собой серо-стальной, тяжелый (плотность 16,6), тугоплавкий (плавится при 3000°С) металл. Твердый и вместе с тем пластичный, он совмещает в себе химическую стойкость платины и ковкость золота, которое можно прокатать в тончайшие листочки. Тантал не растворим в кислотах и их смесях. Не растворяет его и "царская водка", пожирающая все металлы. Только смесь плавиковой кислоты с азотной действует на тантал.
Тантал явился конкурентом платины, он оказался незаменимым для изготовления химической аппаратуры. На одном из предприятий, использующих газообразный хлористый водород, детали аппарата из нержавеющей стали полностью разрушались за 2 месяца. Достаточно было заменить нержавеющую сталь танталом, и срок службы самых тонких частей (0,3-0,5 мм) увеличился до 20 лет. В прошлом тантал применялся для изготовления нитей в электрических лампочках, которые так и назывались танталовыми. Ныне он заменен более дешевыми металлами.
Одна из областей человеческого знания считает тантал совершенно незаменимым. Это - хирургия. В противоположность другим металлам тантал обладает замечательным свойством: вшитый в живые ткани (мышцы, кости), он совершенно не раздражает их. И это ценное свойство тантала используется в восстановительной хирургии. В виде тонких пластинок, проволоки, шурупов, гвоздей он находит себе применение в костной и пластической хирургии для скрепления обломов костей, закрывания отверстий в костях черепа и т. д. В экспериментальной хирургии.
Важным сырьем для получения тантала и ниобия служат колумбитоносные граниты, залежи которых особенно велики в районе Плато Джое (Северная Нигерия). Соединенные Штаты Америки вывозят из Нигерии обогащенную руду и накапливают концентраты, ибо считают тантал важнейшим стратегическим металлом.





На главную Сделать стартовой Добавить в избранное Написать письмо

Поставь закладку/отправь другу!

Рейтинг SunHome.ru Яндекс.Метрика