Лантаноиды
орам.
ДИСПРОЗИЙ.
Диспрозий - один из самых распространенных элементов иттриевой
подгруппы. В земной коре его в 4,5 раза больше, чем вольфрама. Выклядит он
так же, как и остальные члены редкоземельного семейства, проявляет
валентность 3+; окраска окиси и солей светло-желтая, обычно с зеленоватым,
реже с ораньжевым оттенком.
Название этого элемента произхобит от греческого ((((((((((( , что
означает "трудно-доступный ". Название элемента N66 отразило трудности, с
которыми пришлось столкнуться его первооткрывателю. Окисель этого элемента-
"землю" диспрозия открыл Лекок де Буабодран спектроскопически, а затем
выделил ее из окиси иттрия. Произошло это в 1886 году, а через 20 лет Жорж
Урбен получил диспрозий в относительно чистом виде.
Среди прочих лантаноидов диспрозий мало чем выделяется. Правда, ему,
как и гадолинию, при определенных условиях свойствен ферромагнетизм, но
только при низких температурах. Специалисты видят в диспрозии ценный
компонент сплавов со специальными магнитными свойствами.
Для атомной энергетики диспрозий представляет ограниченный интерес,
поскольку сечение захвата тепловых нейтронов у него достаточно велико
(больше 1000 барн) по сравнению с бором или кадмием, на много меньше, чем у
некоторых других лантаноидов - гадолиния,самария... Правда, диспрозий
более тугоплавок, чем они, и это в какой-то мере уравнивает шансы.
ГОЛЬМИЙ.
На VII Менделеевском съезде (1958 год) выступил известный немецкий
ученый, один из первооткрывателей рения, Вальтер Ноддак. Но не рению был
посвящен его доклад. "Техническое разделение и получение в чистом виде
редкоземельных элементов семейства иттрия" - так была сформулирована тема.
Ноддак кассказал, в частности, что ему пришлось проделать 10 000
фракциональных кристализаций для того, чтобы выделить 10 миллиграммов
чистой окиси гольмия... Сейчас методами жидкостной экстракции и ионного
обмена получают сотни килограммов окиси гольмия чистотой более 99,99 %.
Для соединений элемента N67, элемента рассеяного и редкого,
характерна желтая окраска различных оттенков. Пока эти соединения
используют только в исследовательских целях.
Гальмий - идеальный парамагнетик, но подобные магнитные свойства у
большинства редкоземельных элементов.
Моноизотопность природного гольмия (весь он состоит из атомов с
массовым числом 165) тоже не делает элемент N67 уникальным. Установленно,
что соединения гольмия можно использовать в качестве катализаторов, но и
другим лантаноидом свойственна каталитическая активность... Таким образом,
получается, что пока элемент N67 "не нашел своего лица"...
Как считают юольшинство историков науки, гольмий открыт шведским
химиким Т. П. Клеве в 1879 году. Клеве, продолжая разделять компоненты
окиси иттрия, выделил из окиси эрбия аналогичные соединения иттербия, тулия
и гольмия. Правла, в те же годы (1878-1879) швейцарец Сорэ исследовал
спектры эрбиевой земли и обнаружил раздвоение некоторых спектральных линий.
Он обозначил новый элемент индексом Х; теперь известно, что найденные им
новые линии принадлежат гольмию. Название элементу N67 дал Клеве: Holmia -
так пишется по латыни старинное название Стокгольма.
ЭРБИЙ.
Окись эрбия Карл Мозандер выделил из иттриевой земли в 1843 году.
Впоследствии эта розовая окись стала источником, из которого "почерпнули"
еще два новых редкоземельных элемента - иттербий и тулий.
Кроме розовой окраски большинства соединений, в том числе окиси
Er2O3, эрбий почти ничем не отличается от прочих лантаноидов иттриевой
подгруппы. Пожалуй, лишь несколько большие прочность и твердость выделяют
этот элемент среди других лантаноидов.
Вместе с лютецием и тулием эрбий принадлежит к числу самых тяжелых
лантаноидов - его плотность больше 9 г/см3.
Основная область применения эрбия сегодня - это изготовление
сортового окрашенного стекла. Кроме того, стекла, в составе которых есть
эрбий, отлично поглощяют инфракрасные лучи.
В числе потенциальных областей применения элемента N68 атомная
энергетика (регулирующие стержни), светотехника(активатор фосфоров),
производство ферритов и магнитных сплавов, лазеры. Здесь уже используют
окись эрбия с примесью тулия.
ТУЛИЙ.
Thule - так во время римской империи называли Скандинавию - север
Европы. Тулием назвали элемент, открытый Т. П. Клеве в 1879 году. Сначала
Клеве нашел новые спектральные линии, он же первым выделил из гадолинита
бледно-зеленую окись элемента N69.
По данным академика А. П. Виноградова, тулий - самый редкий (если не
считать прометия) из всех редкоземельных элементов. Содержание его в земной
коре 8*10-5 %. По тугоплавкости тулий второй среди лантаноидов: температура
его плавления 1550-1600 °С (в разных справочниках приводятся разные
величины; дело, видимо, в неодинаковой чистоте образцов). Лишь лютецию
уступает он и по температуре кипения.
Несмотря на минимальную распространенность, тулий нашел практическое
применение раньше, чеммногие более распространенные лантаноиды. Известно,
например, что микропримеси тулия вводят в полупроводниковые материалы (в
частности, в арсенид галлия) и в материалы для лазеров. Но, как это ни
странно, важнее, чем природный стабильный тулий (изотоп 169 Tm), для нас
оказался радиоактивный тулий-170.
Тулий-170 образуется в атомных реакторах при облучении нейтронами
природного тулия. Этот изотоп с периодом полураспада 129 дней излучает
сравнительно мягкие гамма-лучи с энергией 84 Кэв.
На основе этого изотопа были созданы компактные рентгено-
просвечивающие установки, имеющие массу преимуществ перед обычными
рентгеновскими аппаратами. В отличии от них тулиевые аппараты не нуждаются
в электропитании, они намного компактнее, легче, проще по конструкции.
Миниатюрные тулиевые приборы пригодны для рентгенодиагностики в тех тканях
и органах, которые трудно, а порой невозможно, просвечивать обычными
рентгеновскими аппаратами.
Гамма-лучи тулия просвечивают не только живые ткани, но и металл.
Тулиевые гамма-дефектоскопы очень удобны для просвечивания тонкостенных
деталей и сварных швов. При работе с образцами толщиной не более 6 мм эти
дефектоскопы наиболее чувствительны. С помощью тулия-170 были обнаруженны
совершенно незаметные письмена и символические знаки на бронзовой прокладке
ассирииского шлема 9 века до н. э.
Препараты тулия-170 используют также в приборах, называемых
мутномерами. Этими приборами определяют количество взвешенных частиц в
жидкости по рассеянию в ней гамма-лучей. Такие приборы используют при
строительстве гидротехнических сооружений.
Для тулиевых приборов характерны компактность, надежность,
быстродействие. Единственный их недостаток - сравнительно малый период
ролураспада тулия-170.
ИТТЕРБИЙ.
И снова элемент, о котором почти нечего рассказывать. Если шведскому
местечку Иттербю повезло в том смысле, что его название запечатлелось в
именах четырех химических элементов,то сами эти элементы,исключая
иттрий,можно отнести к разряду наименее интересных. Иттербию, правда,
свойственны некоторые отклонения от редкоземельного стандарта. В частности,
он способен проявлять валентность 2+, это помогает выделить иттербий.
Из всех лантаноидов он больше всего похож на европий: малые атомный
объемы и атомный радиус, пониженные (по сравнению с другими лантаноидами)
плотность и температура плавления - все это свойственно европию и
иттербию. Зато электропроводность у иттербия почти втрое больше, чем у
других лантаноидов, включая европий.
Окись иттербия и его соли белого цвета.
Практическое применение этого элемента ограниченно некоторыми
специальными сплавами, в основном на алюминиевой основе. Кроме того, смесь
окислов иттербия и иттрия добавляют в огнеупоры на основе двуокиси
циркония. Такая добавка стабилизирует свойства огнеупоров.
ЛЮТЕЦИЙ.
Новая редкоземельная окись лютеция выделена Жоржем Урбеном в 1907
году из иттербиевой земли. Название нового элемента Урбен произвел от
старинного латинского названия столицы Франции Парижа (видимо, в
противовес гольмию).
Приоритет Урбена оспаривал Ауэр фон Вельсбах, который открыл элемент
N71 несколькими месяцами позже и назвал его кассиопеем. В 1914 году
Международная комиссия по атомным весам вынесла решение именовать элемент
все-таки лютецием, но еще много лет в литературе, особенно немецкой,
фигурировало название "кассиопей".
Лютеций - последний лантаноид, самый тяжелый (плотность 9,849
г/см3), самый тугоплавкий (температура плавления 1700 ( 50 °С), самый,
пожалуй, труднодоступный и один из самых дорогих. В полном соответствии с
правилом лантаноидного сжатия атом лютеция имеет наименьший среди всех
лантаноидов объем, а ион Lu3+ - минимальный радиус, всего 0,99 (. По
остальным же характеристикам и свойствам лютеций мало отличается от других
лантаноидов.
Природный лютеций состоит всего из двух изотопов - стабильного
лютеция-175 (97,412 %) и бета-активного лютеция-176 (2.588 %) с периодом
полураспада 20 миллиардов лет. Так что за время существования нашей планеты
количество лютеция
| |  скачать работу |
Лантаноиды |
