ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Редкоземельные элементы и их место в периодической системе из "Проблема редких земель" Основной вопрос, касающийся редкоземельных элементов, который встал перед учеными сразу же после открытия периодического закона, можно сформулировать следующим образом как, на основании периодического закона, объяснить близость свойств редких земель и, наоборот, как отразить эту близость в таблице Менделеева, как разместить в ней редкие зехмли, чтобы при этом не нарушалась ее логика. [c.49] Задача осложнялась многими факторами, которые сами по себе имели важнейшее значение для решения проблемы редкоземельных элементов в целом. [c.49] Отсюда, во-вторых, вытекала неуверенность в точности определения атомных весов известных редкоземельных элементов. Между тем именно величина атомного веса являлась в то время основной фундаментальной характеристикой элемента, и говорить о его месте в периодической системе с достоверностью можно было лишь при точном знании этой величины. [c.49] Наконец, в-третьих, даже при условии тщательного определения атомных весов, сказывалось влияние беспримерного сходства свойств известных редкоземельных элементов разумеется, это затрудняло их размещение по группам периодической системы из-за отсутствия сходства с их высшилш и низшими аналогами в группах (за исключением, быть может, лантана и церия). [c.49] Сущность первого способа можно сформулировать так каждой редкой земле должна соответствовать одна клетка периодической системы, т. е. место любого редкоземельного элемента в таблице определяется двумя координатами — номером периода и номером группы. На первых порах после открытия периодического закона такой путь мог быть единственным, ибо сам закон как раз-то и основывался на периодическом изменении свойств элементов в горизонтальном направлении (по периодам, от щелочного металла к галогену) при наличии сходства в вертикальном направлении (по группам) у элементов-аналогов. Гармоничность, если можно так сказать, таблицы Менделеева и состояла в том, что горизонтальное изменение свойств логически сочеталось с вертикальным . В больших периодах таблицы изменение по горизонтали происходило медленнее и растягивалось на большее число элементов, значительно большее, чем число групп. Но это кажущееся противоречие устранялось выделением побочных подгрупп в каждой группе системы. Логически следовало бы предположить, что редкоземельные элементы, как известные, так и еще не открытые, должны оказаться членами подобных подгрупп. [c.50] Браунер родился в Праге 8 мая 1855 г. Восемнадцати лет он поступает в Пражскую техническую школу, а спустя некоторое время в Университет. В 1878 г. он получает докторскую степень. На протяжении многих лет он не раз встречается с Менделеевым и между ними ведется оживленная переписка. [c.51] З еные, чьи заслуги, конечно, ни в коей мере нельзя умалять, занимались все-таки выяснением отдельных вопросов, касающихся редких земель , никто из них не считал исследование редких земель делом всей своей жизни., Браунер ухватился за самое главное и сложное звено, ибо он, как никто другой, понял сразу всю важность проблемы размещения редкоземельных элементов для периодической системы в делом. [c.52] Что же требовалось для решения проблемы Браунер четко выделил основные нити исследования. Во-первых, необходимо было уточнить величины атомных весов известных редких земель — и, главным образом, лантана, церия и дидима. Знание этих величин позволило бы правильно представить последовательность расположения этих элементов в ряду. Во-вторых, требовалось определить формулы их высших окислов, т. е. значение максимальных валентностей, ибо именно составом высших окислов Браунер пытался воспользоваться как ключом ко всей вообще, до сих пор такой темной области редких земель . Наконец, в-третьих, для этих целей весьма существенным было получение максимально чистых продуктов, что, с одной стороны, устранило бы сомнения в индивидуальности известных редкоземельных элементов, с другой,— дало бы надежную основу для более точного определения атомных весов. Отсюда вытекала необходимость разработки совершенных методов выделения и разделения редких земель. [c.52] Намеченная программа и явилась фундаментом последующих работ Браунера. Однако первая попытка разместить редкоземельные элементы, нредпринятая им, относится еще к осени 1878 г. Ученый поместил лантан, церий и дидим в 8-й ряд периодической таблицы — соответственно в III, IV и V группы. Таким образом, теперь перед ним встала задача — подтвердить расположение лантана и- церия и попытаться доказать пятивалентность дидима. [c.52] Браунеру предстояло решить, какой из этих вариантов окажется правильным. [c.53] Начнем с лантана. Проведя многочисленные исследования, Браунер делает вывод, что лантан есть не La =180, но Ьа =138 . В результате его исследований, проведенных с большой тщательностью и хорошо между собой согласующихся , было найдено, что атомный вес лантана равен 138,3. Браунер намеревался также впоследствии изучить двойные фториды лантана, чтобы окончательно убедиться в трехвалентпости элемента и подтвердить его расположение в 1П группе периодической системы. [c.53] Очень тщательно Браунер исследовал свойства церия и его соединений. Он посвятил этому вопросу несколько статей. Особое внимание ученый уделял соединениям четырехвалептного церия, чтобы обосновать его размещение в четвертой группе. Так ему удалось синтезировать тетрафторид церия ( eF4) и получить его двойную соль 2 eF -3KF-2H.p. Тем самым Браунер доказал, что наи-Бысшая валентность церия равна 4. Чистые препараты позволили уточнить величину атомного веса перия — он оказался равным 140,2. Позже, в письме к Менделееву от 10 мая 1889 г. Браунер писал Я первый дал опытное доказательство, что церий имеет место в IV группе вследствие существования eF4... . [c.53] Гораздо сложнее дело обстояло с дидимом. Если четы-рехвалентность церия подтверждалась сравнительно просто, то существование дидима в пятивалентном состоянии предстояло доказать. [c.53] Итог первого этапа исследований Браунером дидима подведен в его письме Менделееву от 17 февраля 1881 г. [c.54] Какую же окись следует считать высшей Варий, например, образует кислородное соединение ВаО,, но это не дает основания считать барий четырехвалентным и помещать его в IV группу, ибо это соединение суть перекись бария, неспособное образовывать соли. Значит, признаком высшей окиси оказывается способность ее давать соли. [c.55] Поэтому Браунер переносит центр тяжести на фтористые соединения и считает, что в случае получения соединений ВГв и ВГд и т. д. удалось бы связать ими фториды щелочных металлов и получить характерные двойные соли . Следовательно, чтобы определить валентность О в его высшей окиси, необходимо получить его двойной фторид. [c.55] Свои экспериментальные работы но редким землям Браунер начал 30 октября 1878 г. Пытаясь получить высшую окись дидима, он использовал несколько методов действие кислорода на В зОд, действие Н2О2 и ВаОз на окись дидима, но успеха ему добиться не удалось. [c.55] Однако чешский ученый упорно продолжал свои исследования. Наконец Браунеру показалось, что он нашел способ получения DijOg— посредством прокаливания щавелевокислой соли дидима. При этом получалась коричневая окись, причем окраска не исчезала даже при самом сильном прокаливании. Однако Браунеру не удалось приготовить чистой пятиокиси, как и чистого двойного фторида. [c.56] Вернуться к основной статье