ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Менделеев и редкие земли из "Проблема редких земель" Экспериментальные работы Д. И. Менделеева, касающиеся редкоземельных элементов, проводились им весьма непродолжительный период. Они были начаты, по-видимому, в конце первой половины 1870 г. Но уже 11 декабря 1871 г. ученый в своем лабораторном дневнике сделал последнюю запись, относящуюся к исследованиям по редким землям. Дальнейшую эволюцию его взглядов можно проследить, во-первых, но последовательным изданиям Основ химии , во-вторых, по некоторым статьям и заметкам, опубликованным в печати, и, наконец, в-третьих, по сохранившейся переписке Д. И. Менделеева с Б. Брау-нером и архивным материалам. [c.39] Таким образом, первая задача Менделеева состояла в том, чтобы доказать непричастность редких земель к магнезиальной группе . Сходство этих двух групп заключалось, в частности, в способности их сернокислых солей давать с сульфатом калия двойные соединения кроме того, как признак сходства, рассматривался также их изоморфизм с магнием. Однако уже в марте 1870 г. Менделеев делает вывод, что до сих нор изоморфизм с магнием для них недостаточно точно доказан , иными словами, его нельзя рассматривать в качестве признака сходства редких земель и элементов магнезиальной группы . [c.40] Прежний взгляд на редкие земли явно противоречил логике периодического закона. Поэтому Менделеев начал с устранения этого несоответствия, что явилось едва ли не первым приложением его закона к изменению атомных весов уже известных элементов. Менделеев писал Основываясь на периодической зависимости... я должен думать... что атомные веса церия (а потому и его спутников) необходимо изменить, потому что эти элементы не подходят или по форме своих окислов, или по своим свойствам под законность, указанную мною . Менделеев не случайно делает особое ударение на церий ведь у этого металла две степени окисления. Если рассматрив ать его высшую окись, как СеОг, то его можно поместить в IV группу, и тогда напряженность в области редких земель несколько разрядится. [c.40] Такая эволюция взглядов Менделеева весьма показательна. Из ее анализа, в частности, видно, что после решения вопроса о церии очередным камнем преткновения явился дидим. Недаром Менделеев видел в дидиме ключ к решению всей проблемы редких земель недаром он усиленно советовал Б. Браунеру обратить на дидим основное внимание. Задача, которую теперь ставил автор периодического закона, заключалась в доказательстве няти-валентности дидима. Менделеев внимательно следил за работами своего друга и коллеги неудачи Браунера в попытках получить В1г05 оказали влияние на взгляды Менделеева. Если в пятом (1889 г.) и шестом (1895 г.) изданиях Основ химии Менделеев после церия помещал со знаком вопроса Di 142 , то в последующих изданиях дидим уже не фигурирует в таблице элементов. К этому времени число редкоземельных элементов значительно возросло, и проблема их размещения сильно усложнилась. Не видя пока выхода из создавшегося положения, Менделеев оставил в таблице лишь лантан, церий и иттербий, справедливо полагая, что лишь тщательные исследования смогут внести ясность в этот вопрос. Интересно высказывание Менделеева в дискуссии но докладу Браунера на XI съезде русских естествоиспытателей и врачей (21 декабря 1901 г.), где чешский ученый выступил со своей гипотезой интерпериодической группы редкоземельных элементов (о ней подробно будет сказано в следующей главе). Менделеев считал предложенное Браунером дополнение заслуживающим внимания. Точка зрения Браунера нашла отражение и в его статье для седьмого издания Основ химии , написанной по просьбе Менделеева. Однако до конца Менделеев, видимо, идею Браунера не принял, потому что в 1906 г. писал Браунер поместил все редкоземельные элементы около церия в особую добавочную группу. Не имея возможности отрицать такое заключение, я полагаю, однако, что будет осторожнее оставить этот вопрос открытым, тем более что Yb = 173 хорошо подходит к 111-10 . [c.42] Таковы вкратце взгляды Менделеева на вопрос о месте редких земель в периодической системе. Но нельзя пройти мимо и некоторых других его идей и высказываний, которые нередко отличаются большой глубиной и оригинальностью. [c.44] Например, Менделеев, по-видимому, был первым, кто указал на некоторую двойственность химичегкой природы церия. С одной стороны, положение металла в IV группе не внушало сомнений, а с другой — автор периодического закона еще в 1871 г. указывал на отдельные обстоятельства, которые наводили на размышления. В частности, легкость перехода от СеО 2 к Св20з, от высшего окисла к низшему не являлась характерной чертой для окислов тяжелых элементов побочных подгрупп, например, в IV группе — для циркония и особенно для тория. На такой дуализм церия впоследствии было обращено большое внимание, и в наши дни нри сопоставлении свойств лантаноидов и актиноидов фактор аномальной валентности церия нередко подчеркивается исследователями. [c.44] Но обратимся снова к высказываниям Менделеева. В статье Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств еще не открытых эле ментов блестяще обосновано существование больших периодов в периодической системе и естественность VIII группы. Эта естественность VII 1-ой группы,—пишет Менделеев,— и отсутствие ее в нечетных рядах элементов заставляет утверждать, что, кроме семерного периода (т. е. состоящего из 7 элементов.— Д. Т.), существует еще и период, состоящий из двух рядов элементов и содержащий около 17-ти членов . Но читаем далее Вероятно, существует еще и больший период из 4-х рядов, оттого схвдство Мо и W, Nb и Та, Sb н Bi, Sn и Pb и т. д. особенно велико (выделено нами.—Д. Т.). Снова остается лишь удивиться прозорливости Менделеева во-первых, была правильно намечена структура 6-го периода во-вторых, наличие этого периода должно было обусловить близкое сходство молибдена и вольфрама, ниобия и тантала, сурьмы и висмута, олова и свинца пт. д., а ведь это не что иное, как предчувствие (здесь трудно подобрать иное слово) явления так называемого лантаноидного сжатия. [c.46] Возникает вопрос, почему Менделеев, прекрасный экспериментатор, внезапно прекратил свои исследования в области редких земель и сделал резкий переход к совершенно иной тематике исследований. Как можно судить по его лабораторным записям, этот переход совершился буквально в течение нескольких дней. Между тем из сохранившихся архивных материалов видно, что Менделеев в 1870—1871 гг. в большом количестве приобретал различные редкие минералы и, по его собственным словам, планировал большой цикл работ по редким (в том числе и редкоземельным) металлам, рассчитанный на длительный срок. [c.47] Можно предположить следующее. Периодический закон на первых порах после его открытия в России и особенно за рубежом был принят немногими учеными. Гениальная идея Менделеева в известном смысле определила уровень научных представлений того времени. Сразу же после открытия периодического закона перед ним встало немало трудных вопросов. Их правильное объяснение было делом жизни таблицы элементов. [c.47] Менделеев всегда был сторонником строгих количественных теорий в химии иными словами, он не видел возможности решить многие проблемы, связанные с периодическим законом, в частности проблему редких земель, только химическим, в основном качественным, путем. Это делает логичным его переход к поискам физических обоснований таблицы элементов, а отсюда вытекает его стремление решить проблему тяготения, ибо свойства элементов, согласно периодическому закону, рассматривались зависящими от атомного веса. Поэтому Менделеев занялся поисками так называемого мирового эфира — наилегчайшего химического элемента, где бы тяготение проявлялось в чистом виде . А это, в свою очередь, объясняло переход Менделеева к изучению упругости сильно разреженных газов. [c.47] Вернуться к основной статье