От водорода до ?

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.

Средний «брат»

Эрбий открыт Мозандером в 1843 г. О перспективах применения ничего сказать нельзя. Содержание этого элемента в земной коре так же невелико, как и большинства лантанидов.

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!

В честь Скандинавского полуострова

Не от старинного ли русского города Тулы, прославленного знаменитыми мастерами-оружейниками, большими знатоками металлов, произошло название этого элемента?

А может быть, основанием для названия элемента послужили два города с названием Тула в Мексике, один из которых расположен на высоте двух километров над уровнем моря в штате Гидальго, а другой — в плодородной долине штата Тамалиупас?

Нет! Не от имени этих трех одноименных городов произошло название тулия. Основанием для его названия послужил не город, а целая … страна.

«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 1879 г. нового элемента. Тулий — четвертый из семьи лантанидов, 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 лантанидов, 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 больного «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.

Советские ученые, разработавшие специальное фотоэлектрическое устройство, усиливающее гамма-излучение тулия, получают сверхконтрастные изображения, раздвинув тем границы применения радиоактивного тулия. Легкость (вес аппарата не превышает 2 кг), портативность, независимость работы от наличия тока, а главное — простота в обращении, не требующая специального обслуживающего персонала, специального оборудования, делают рентгенопросвечивающие аппараты с тулиевым радиоизотопом незаменимыми в медицинской практике, особенно при обслуживании нетранспортабельных больных. Отработанные «заряды» радиоактивного тулия регенерируют повторным облучением нейтронами.

Портативный рентгеновский аппарат приносит пользу и археологам. В одном из музеев находился шлем ассирийского воина (IX в. до н. э.). На внутренней бронзовой прокладке, как показало исследование с помощью тулия-170, были найдены незаметные символические надписи. Теперь их удалось прочитать!

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 иридий-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.

Старший «брат»

Предпоследним в списке «родственников» большой семьи лантанидов 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 лантанидов, которые в 1907 г. были разделены французским химиком Ж. Урбеном и независимо от него Ауэром. Одному из них было оставлено прежнее название. Среди прочих лантанидов иттербий отличается низкой температурой кипения — 1800 °C. В противоположность большинству представителей лантанидов, способных частично выделяться из своих хлористых соединений в результате действия на них водорода при 800 °C (причем легкость выделения возрастает в семействе лантанидов 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.

Последний из семейства лантанидов

О последнем элементе из семейства лантанидов, так же как и о некоторых других, много не скажешь. В отличие от всех лантанидов, 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 Кассиопеи. Этот элемент находится в монацитовом песке.

От своих «родственников» отличается наименьшим атомным радиусом, наибольшей плотностью (9,74) и температурой плавления (1659–1750 °C). 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.

Спутник циркония

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.