> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Редкие земли

Редкие земли

Редкие земли, окиси довольно многочисленных металлов (10),близкие по свойствам к окиси магния и алюминия. По своим химическим свой стам редкоземельные металлы черезвычайно близки друг к другу, встречаясь в природе вместе. Хотя в рассеянном виде они встречаются во многих горных породах и минералах, раньше их добывали только из немногих редких минералов, откуда они и получили свое название. По некоторым химическим свойствам группу Р. ». можно риэделнть на три подгруппы:

а) церпевыо и. (смотрите церитовые металлы),

б) торбиевыо з. и в) иттриевые в Такие минералы, как монацит, цорит, эшинит, ортит, гл. обр. содержат первую подгруппу с примесью других; и оамарскито и ксенотимо больше тербиовых земель, а в гадолините и эвксените преобладают иттриевые з., чо состав минералов относителен и колеблотся в зависимости от места нахождения. Эти минералы ветре-1 чаются в Норвегии, С.-А. С. III., Бразилии, Индии, Австралии; в СССР, гл. обр., на УралоСобственно Р. з. называются окиси элементов о порядковыми номерами от 57 до 71 включительно, но к ним по свойствам и но совместному нахождению и природе вполне должен быть присоединен элемент иттрий с порядковым номером 39 и отчасти актиний (89) и скандий (21). Металлы Р. з. получаются электролизом расплавленных хлористых солой. На воздухо быстро окисляются, горячую воду разлагают, ири накаливании сгорают с ослепительным светом и выделением большого количества тепла. Благодаря большому - сродству этих металлов к кислороду, их в последнее время начали применять для восстановления металлов из окислов, — например, хрома, марганца, молибдена и др. Известны многочисленные сплавы их о другими металлами, из которых некоторые обладают пирофорными свойствами и применяются как „кремешки“ в зажигалках. В своих соединениях они все трехвалонтны, за исключением церия, дающего еще четырехвалентную окись, и, отчасти, европия и самария, образующих также соединения: ЕпС12 и SntCl3. Окиси обладают значительным основным характером, ослабевающим по мере возрастания атомного веса элемента. Скандий, как наиболее слабый по основному характору элемент группы, сильно отличается по свойствам от остальных Р. з. и в природе встречается иногда отдельно. Из солей Р. з. особенно замечательны щавелевокислые, очень плохо растворимые в воде и в разведенных кислотах, чем пользуются для отделония Р. з. из растворов от остальных металлов о помощью щавелевой кислоты. Сульфаты хуже растворимы в горячей водо, нежели в холодной. Нитраты легко растворимы и образуют хорошо кристаллизующиеся двойные соединения с нитратами аммопия, магния, марганца, никкеля и др., употребляемые для разделения Р. з. с помощью д робкой при ста лл и зацн и.

а) К подгруппе металлов и,ериевых$земель, кроме перечисленных в ст. церитовые металлы (сл.), относится еще иллиний, II (61), пока не выделенный в“чисгом виде. Имеет полосы поглощения, заслоняющиеся более сильными полосами неодима и самария, вместе с которыми он встречается.

б) Металлы гперСиевых земель.

Европий, Ей. Ат. в 152,0 (63). Очень редкий элемент. Окись и соли бледнорозового цвета, с елабым спектром поглощения: дает интенсивный искровым спектр с многочисленными яркими линиями.

Гадолиний (смотрите) Ат в 157,3 (04). Окись и соли бесцветны. Не дает спектра поглощения.

Тербий (смотрите). Ат. в 159,2 (65).

в) Металлы иттриевылг земель.

Диспрозий, Dy. Ат. н. 162,5 (66). Окись бесцветна. Соли желтовато-зеленого цвета. Из всех химических элементов наиболее магнитен.

Гольмий, Но. Ат. в 163,5 (67). Соли желтого цвета. Сильно магнитны.

Иттрий (смотрите). Ат. в 88,9 (39). Окись и. соли диамагнитны.

Эрбий (смотрите). Ат. в 167,7 (68). Окись и соли розового цвета с характерным спектром поглощения.

Тулий (смотрите). Ат. в 169,4 (69). Окись и соли бледиозеленого цвета, с немногими полосами поглощения.

Иттербий (смотрите). Ат. в 173,5 (70). Окись и соли бесцветны. Магнитны.

Лютеций, Lu. Ат. в 175,0 (71). Окись и соли бесцветны. Менее магнитны.

Химия Р. з. получила свое начало еще в конце XVIII в., когда Радолин (1794) в минерале (гадо-лините) из Иттерби в Швеции нашел новую землю, впоследствии Экебергом (1797) названную иттрие-гой. В 1803 г. одновременно Берцелиус с Гизинге-ром и Клапрот открыли в церите цериевую землю. В дальнейшем оказалось, что обе эти земли представляют смеси многих земель. Цериевые земли оказались состоящими из окисей церия, лантана и дидима, а иттриевые земли из иттрия, эрбия и тербия (Мозаидер, 1826—1843). Результатом дальнейших работ (до 1870 г.) химиков, среди которых особенно выделяются имена Мариньяка, Бунзена и Деляфонтена, было более точное изучение свойств уже открытых Р. з., особенно после применения введенного в то время спектрального анализа. Открытие и 1869 г. Д. И. Менделеевым периодического закона элементов сыграло большую роль в дальнейшей истории Р. з., так как требовалось более точное определение валентности этих элементов, которая, как и предполагал Менделеев, оказалась равной трем. К этому периоду времени относится открытие ДМариньяк, 1878) иттербия, скаидия-экабора Менделеева (Нильсон, 1879), выделение из старой эрбиевон земли трех новых: собственно эрбия, гольмия и тулия (Клеве, 1879), открытие в старом дидиме самария (Лекок де Буябод-ран. 1879) и выделение гадопиния из земель самар-скита (Мариньяк, 1880). Открытие Ауэром фон Белье-бахом в 80-х годах применения Р. з. к газокалильному освещению (смотрите XVI, 120 сл.) подняло на них спрос на рынке и потребовало более простых методов их разделения. Теперь уже тысячами т. привозили монацитовый песок из Бразилии, из которого для сеток шли только торий и немного Церия, а остальные Р. з. являлись отбросами. Для переработки этих отбросов Ауэр применил поед-ложеиный еще Менделеевым метод дробной кристаллизации, который оказался самым наилучшим Для разделения Р. з. В 1885 г. Ауэр фон Вельс бах этим методом разложил дидим на два элемента:

неодим и празеодим. Лекок дс Буабодран (1886) из прежнего гольмия выделил диспрозий, и Демарсей (1896) из самария—европий. В XX ст. старый иттербии был разложен на два элемента: иттербий и лю теиий (Ауэр фон Вельебах, Урбэн). Большое зна чение для изучения и положения Р. з. в периодической системе элементов имело открытие Мозли рентгеноспектроскопии и предположение его, что между барием и танталом находится всего 16 элементов, в том числе элемент с порядковым числом 61. По теории же Бора выходило, что 71-м элементом заканчивается группа Р. з. В 1926 г. независимо друг от друга в Америке Гопкинсом в Италии — Ролла и Фернандесом и в Германии -Р. Мейером, Шуманом и Котовским был открыт последний из недостающих элемент (пор. число 61), получивший название иллиния.

Литература. На русск. яз.: /. Хевеши, „Р. з. с точки зрения строения атома“, 1929; Бое. Браунер (в „Основах химии“ Д. И. Менделеева, 9-е изл., 1928), „Элементы Р. з.“; Ж- Урбэн (там же), „Р. з.“; В. Р. Шеллер и А. Р. Ноуэлл, „Анализ минералов и руд. содержащих редкие элементы“, 1928; И. И. Панаев, „Отношение Р. з. к реактивам“,

1909. Ив. Кб. и И. Заозерскии.