|
|
В третьей группе периодической
системы размещены лантаноиды (четырнадцать элементов с атомными номерами
58—71). В первые десятилетия текущего столетия эти элементы причисляли к
редкоземельным
В 1787 г. шведский любитель-минералог К. Аррениус открыл
вблизи деревни Иттерби, недалеко от Стокгольма, черный минерал, получивший
название «иттербит». Анализ этого минерала (1794) был произведен Ю. Гадолиным
, установившим в нем неизвестную землю (минерал этот впоследствии был назван
гадо- линитом в честь финского химика), которая получила название «иттрия»
(иттриевая земля). М. Клапрот и Л. Воклен не смогли выделить из этой земли металла.
В 1803 г. М. Клапрот, исследуя тяжелый камень из Швеции,
нашел в нем землю, названную орхоитовой землей. Одновременно тяжелый камень
изучали Я. Берцелиус и У. Гизингер, которые установили содержание в нем
земли, названной церией (от имени малой планеты Церера). Некоторое время иттрия
и церия считались одной и той же землей. Но в 1814 г. Я. Берцелиус и Ю. Ган нашли, что это различные земли.
В 1839 г. К. Мосандер установил, что земля церия не
представляет собой оксида только одного элемента. При растворении в слабой
азотной кислоте обнаружилось, что часть этой земли нерастворима. Растворимую
часть К. Мосандер назвал лантаной (нерастворимая часть сохранила название
церия). Двумя годами позднее он разложил лантану, выделив из нее дидиму.
Сложной оказалась и первоначальная земля — иттрия. В 1843 г. К. Мосандер разложил ее на иттрию, тербию и эрбию. Названия этих земель произведены от имени
деревни Иттерби. В дальнейшем :все три эти земли исследовали длительно и
кропотливо.
После открытия периодического закона стало очевидным, что
иттрий, полученный в виде металла Ф. Вёлером в 1828 г., не принадлежит к числу лантаноидов и занимает особое место в третьей группе периодической
системы.
В дальнейшем исследованиями резкоземельных элементов
занялся швейцарец Ж. Мариньяк . В 1878 г. ему удалось разложить эрбию на две земли — эрбию и иттербию. В 1879 г. швед П. Клеве не смог получить
постоянного значения атомной массы эрбия и предположил, что имеет дело со
смесью. Произведя тщательный анализ, он выделил из эрбии три земли — эрбию,
гольмию и тулию (от Туле — древнего названия Скандинавии).
Дальнейшая история изучения редкоземельных элементов
изобилует ошибочными определениями и ложными открытиями (мозандрий, филиппий,
деципий и др.). Оставляя в стороне ложные открытия, остановимся вкратце лишь
на главнейших событиях. Еще в 1853 г. Ж. Мариньяк высказал предположение, что
дидима представляет собой нечистый оксид. Действительно, в 1878—1879 гг. М.
А. Делафонтен (ученик Ж- Мариньяка, работавший в США) и П. Лекок де Буабодран
при исследовании спектра дидимы, установили, что он неодинаков для различных
образцов. В 1879 г. П. Лекок де Буабодран спектроскопическим методом
установил наличие в дидиме неизвестной земли, названной «самария» (от имени
минерала самарскита как исходного материала для исследования, открытого
русским горным инженером В. М. Самарским).
В следующем году Ж. Мариньяк, изучая самарскит, выделил из
него еще одну землю, которая в 1886 г. была получена П. Лекок де Буабодраном
из минерала гадолинита и названа гадолинием. Позднее, уже в начале текущего
столетия (1901) самария была разделена французским химиком Е. А. Демарсе
(1852— 1904) на две земли — самария и европия.
П. Лекок де Буабодран, выделивший из дидимы самарию,
продолжал считать дидиму реальным элементом. Независимо от него дидиму изучал
П. Клеве, а также чешский химик Б. Брау- нер , обнаруживший
спектроскопически, что дидима представляет собой смесь двух оксидов. В 1885 г. К. Ауэр (он же барон К. Вельсбах ) разделил дидиму химически на две земли — неодимовую и
празеодимовую. В 1886 г. П. Лекок де Буабодран после предварительного
спектроскопического исследования выделил из гольмии также две земли — гольмию
и диспрозию. Последнее название как бы подчеркивало трудности разделения
(диспроситос означает труднодоступный).
Иттербия, полученная Л. Нильсоном при отделении скандия,
оказалась также смесью двух земель. В 1905 г. К. Ауэр разделил ее на альдебараний и Кассиопей. Но независимо от К. Ауэра то же самое осуществил французский
химик Ж. Урбэн , назвавший эти земли иттербией и лютецией, которые и были
приняты (слово «лютеция» происходит от древнего наименования Парижа) .
Сложными и трудоемкими оказались поиски последнего из не
открытых еще в начале XX в. редкоземельных элементов — №61. Многие ученые искали
его, особенно после того как Г. Мо- зели, установивший атомные номера,
показал, что этот элемент должен существовать. Появилось немало сообщений о
мнимом открытии этого элемента, которому присваивали различные названия —
«иллиний», «флоренций», «циклоний» и т. д. Лишь в 1947 г. элемент № 61 был обнаружен в продуктах ядерных реакций (прометий).
Трудной оказалась и проблема размещения редкоземельных
элементов в периодической системе. В 1889 г. Д. И. Менделеев поместил лантан в III группе, церий в IV и дидим (со знаком вопроса) в V группе.
Остальные редкие земли в периодической системе 1889 г. не фигурировали. Только после предложения Б. Браунера в 1901 г. редкие земли, начиная с церия, стали помещать в IV группе вслед за лантаном в клетке,
занимаемой в настоящее время гафнием. В дальнейшем редкоземельные элементы
были перенесены в III группу.
|