КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, МИРОВЫЕ И РОССИЙСКИЕ ЗАПАСЫ, ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СПЛАВОВ И СОЕДИНЕНИЙ НА ИХ ОСНОВЕ

История открытия редкоземельных элементов

В 1787 г. лейтенант шведской армии минералог-любитель Карл Аррениус нашел в заброшенном карьере поблизости от шведской деревни Иттсрби неизвестный прежде черный блестящий минерал и назвал его в честь местонахождения - иттербит. Это событие положило начало эры открытий редкоземельных элементов (РЗЭ, R) и их последующих практических применений.

Через семь лет, в 1794 г., финский профессор Ю. Гадолин исследовал иттербит и обнаружил в нем среди соединений магния, железа и кремния неизвестную ранее примесь, похожую одновременно и на оксид кальция, и на оксид алюминия. Гадолин назвал эту примесь иттриевой землей. В то время землями называли тугоплавкие плотные оксиды металлов. Примечателен тот факт, что, проявив уважение к финскому ученому, шведский химик А. Экберг спустя три года после открытия иттриевой земли предложил переименовать иттербит в гадолинит. После описанного открытия многие знаменитые ученые проявили необычайный интерес к иттриевой земле и минералу гадолиниту.

Научный коллектив знаменитого шведского химика Й. Я. Берцелиуса и его студенты продолжили изучение находки С. Аррениуса и открытия Ю. Гадолина. Й. Берцелиус, будучи уникальным ученым, сочетающим в себе новаторские идеи и широту взглядов истинного энциклопедиста, открыл целых три элемента: радиоактивный торий, селен и церий. Но главное - он воспитал целую группу молодых ученых, которым впоследствии было суждено открыть большинство редкоземельных металлов (РЗМ). До поры до времени никто не догадывался, что иттриевая земля содержит оксиды не одного, а целого семейства новых элементов - иттрия (Y), лантана (La), тербия (ТЬ), эрбия (Ег) и иттербия (Yb).

Ученик Берцелиуса - К. Мосандер увлекся изучением другой редкой земли - цериевой, доказав, что и в ней содержится несколько неизвестных науке элементов, и предположил, что такие тайны скрывает и иттриевая земля. Именно он обнаружил в цериевой земле следы нового элемента лантана (La), буквально скрывавшегося за церием (отсюда и его название - лантан, от греческого слова «скрытый»). Он же предложил назвать все похожие на него элементы лантанидами или лантаноидами.

Так или иначе, но любопытство К. Мосандера заставило его вновь обратиться к изучению иттрия и иттриевой земли. Из иттрие- вой земли он сумел выделить поочередно желтый, розоватый и бесцветный осадки оксидов новых элементов. Названия, которые дал К. Мосандер этим оксидам и соответствующим им элементам, символизировали разделение исходной иттриевой земли, обнаруженной в минерале гадолините: от начальной части названия деревни Иттерби «итт» получила свое имя бесцветная окись иттрия, от «тер» - желтая, ставшая тербиевой землей, и от «эрб» - розоватая, именуемая с тех пор эрбиевой.

В 40-60-х гг. XIX в. в Ильменских горах Урала был обнаружен еще один неизвестный черно-бархатистый (как и иттербит!) минерал, названный в честь настоятеля рудника полковника Самарского - самарскитом. По названию минерала обнаруженный в нем новый элемент французский химик Ф. Лекок де Буабодран назвал самарием (Sm). В дальнейшем в этом же минерале были открыты празеодим (Рг), неодим (Nd) и гадолиний (Gd). Не все просто было с компонентом гадолинита - эрбиевой землей, которая оказалась смесью нескольких оксидов неизвестных лантаноидов.

В итоге швейцарский химик Ж.-Ш. Мариньяк, француз Ф. Ле- кок де Буабодран и шведский химик П. Т. Клеве выделили из эр- бисвой земли, наряду с самим эрбием (Ег), новые элементы - тулий (Тт), гольмий (Но) и диспрозий (Dy). В названиях первых двух из них была запечатлена Скандинавия, названия элементам № 67 и № 69 дал П. Клеве: Holmia - так пишется по-латыни старинное название Стокгольма, Thule - так во времена Римской империи называли Скандинавию и север Европы. Сложнее всего было с диспрозием (Dy); элемент получил вполне оправданное название: диспрозий означает труднодоступный. Спустя некоторое время исследователю самарскита французу Э. Демарсе удалось получить еще один неизвестный элемент, получивший название европий (Ей). С иттербием (Yb) же связано открытие лютеция (Lu) - последнего из редкоземельной семьи, обнаруженного на нашей планете. Это случилось в 1905 г., когда Ж. Урбсн (Франция), а немного спустя К. Ауэр фон Вельсбах (Австрия) сообщили, что в иттербиевой земле есть еще один новый элемент - лютеций (Lutetium - старинное латинское название Парижа).

Так в начале XX в. почти все члены редкоземельной семьи были обнаружены и описаны. Оставалась пустой только клетка периодической таблицы под №61. Этот элемент открывали, закрывали и вновь открывали много раз. Но в 1947 г. была поставлена точка: американские исследователи Дж. Маринский, Л. Глсндснин и Ч. Корнелл действительно нашли его среди продуктов, образующихся в ядерном реакторе. Последний лантаноид и последний редкоземельный элемент получил свое название в честь подарившего людям огонь Прометея - прометий (Pm). Открытием прометия завершилась удивительная история длиной в 160 лет (табл. 1). И как говорил Ж. Урбен после того, как совершил 15 тыс. кристаллизаций для выделения лютеция, «история открытия редких земель - морс ошибок, и истина в нем тонула». Но великие химики трех веков справились со своей задачей и подарили миру 17 новых элементов, изучение необычных и подчас уникальных свойств которых ведется и по сей день.

Даты открытия РЗЭ и фамилии исследователей, которые это сделали*

Название

элемента

Символ

элемента

Год

открытия

Первооткрыватель

Страна, в которой сделано открытие

Иттрий

Y

1794

Ю. Гадолин

Финляндия

Церий

Се

1803

Й. Берцелиус, М. Клапрот В. Хисингер

Германия

Швеция

Лантан

La

1839

К. Мосандер

Швеция

Гадолиний

Ег

1843

К. Мосандер

Швеция

Тербий

ТЬ

1843

К. Мосандер

Швеция

Иттербий

Yb

1878

Ж.-Ш. Мариньяк

Швейцария

Скандий

Sc

1879

Л. Нильсон

Швеция

Самарий

Sm

1879

Ф. Легок де Буабодран

Франция

Гольмий

Но

1879

П. Клеве

Швеция

Тулий

Tm

1879

П. Клеве

Швеция

Неодим

Nd

1885

К. Ауэр фон Вельсбах

Австрия

Празеодим

Pr

1885

К. Ауэр фон Вельсбах

Австрия

Диспрозий

Dy

1886

Ф. Легок де Буабодран

Франция

Гадолиний

Gd

1886

Ф. Легок де Буабодран

Франция

Европий

Eu

1896-1901

Э. Демарсе

Франция

Лютеций

Lu

1907

Ж. Урбен

К. Ауэр фон Вельсбах

Франция

Австрия

Прометий

Pm

1945

Дж. Маринский,

Л. Гленденин, Ч. Кориелл

США

* Приводится по: [1].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >