Менделеев и редкие земли

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. [c.193]

Глава IV Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ И РЕДКИЕ ЗЕМЛИ [c.39]

Встанем и мы на точку зрения открывателей иллиния. На первый взгляд их правота несомненна, хотя бы потому, что на основании менделеевской таблицы (до ее физической интерпретации) химический элемент между неодимом и самарием не мог быть предсказан. Предсказан так, как это сделал сам Менделеев в отношении десятка с лишним других неизвестных элементов. Что помогло Менделееву предсказать такие элементы, как галлий, германий, скандий Во-первых, непоколебимая уверенность в неизбежности существования в некоторых рядах таблицы пробелов , соответствующих неоткрытым еще элементам. Во-вторых, прекрасное знание свойств элементов — соседей по группе и по периоду. Там, где химическая природа окружения сама была мало изучена, Менделеев воздерживался от конкретизации достаточно сказать, что о предполагаемых эка-цезии (франций), эка-йоде (астатин), дви-теллуре (полоний), эка- и дви-марганце (технеций и рений) автор периодического закона говорит довольно неуверенно — должны существовать и, по сути дела, ничего более. С редкими землями обстояло еще хуже. Как читатель уже знает, в ряду редких земель весьма продолжительное время царил хаос. Неизвестно, сколько их неясно, как разместить их в таблице необъяснимо, почему они уникально близки по свойствам,— где уже тут пытаться предсказывать существование неизвестного элемента между неодимом и самарием, когда никто не может дать полной гарантии, что эти элементы не являются смесью. Закон Мозели все поставил на свои места известно число редкоземельных элементов, неясен только вопрос с элементом № 72. Пробел в их ряду между нео- [c.153]

Первые указания на химические свойства элемента с порядковым номером 72, открытого в начале 20-х годов нашего века, говорили об его принадлежности к редким землям. Но так как это противоречило общей теории. Бор, как до него Менделеев, указал на ошибочность предварительных данных. И вскоре поиски элемента 72, названного гафнием, среди циркониевых руд привели к успеху гафний оказался Элементом четвертой группы. [c.63]

Поскольку из всех элементов уран обладает самой большой атомной массой, Д. И. Менделеев поставил его на последнее место в периодической системе. Между висмутом, которым заканчивался ряд известных тяжелых металлов, и ураном находилось семь свободных клеток, прерванных только элементом торием. Семь свободных мест — это означало семь химических элементов, которые еще предстояло открыть. На Земле они могли находиться только в виде следов, ибо еще ни одному исследователю не удалось выделить хотя бы несколько миллиграммов вещества, которое можно было бы приписать элементу последних двух рядов. Эти редкие элементы, видимо, нельзя было обнаружить традиционными методами. Постепенно такое убеждение укоренилось. [c.55]

Иногда вновь и вновь ставится вопрос — почему редких элементов так мало в природных ресурсах Этот вопрос, как отмечалось выше, ставил перед собой еще Менделеев. Наука с того времени сделала огромный шаг вперед, но сколько-нибудь точный ответ на подобный вопрос и в наше время дать невозможно, так как нам неизвестен средний состав земли во всей ее толще. Мы не знаем даже более простых вещей, например, состава твердых пород хотя бы на сравнительно небольшой глубине под дном океанов и морей. Неравномерность распределения элементов в природе обусловлена геологическими и геохимическими факторами. Конечно, периодический закон может объяснить и предсказать очень многое и это широко используется геологами и геохимиками. [c.228]

Шведский ученый был одним из первых классиков в области определения атомных весов, и ему принадлежит заслуга установления атомных весов церия и иттрия, равно как и формул их окислов. Первоначально он рассматривал иттриевую и цериевую земли как двуокиси, имеющие соответственно формулы YO, и СеОг , кроме того, он приписывал высшему окислу церия формулу СеОз. Однако позднее ученый изменил свою точку зрения. На основании законов изоморфизма и правила атомных теплоемкостей Дюлона — Пти Берцелиус доказал существование полуторной окиси СегОз. Вопрос теперь заключался в следующем считать ее высшим или низшим окислом церия. Вряд ли Берцелиус мог предугадать, сколь многое будет зависеть от решения этого вопроса в дальнейшем, когда Менделеев столкнется с необходимостью разместить известные редкие земли в своей периодической системе. Берцелиус принял СегО за высшую окись, и низшие окислы получили формулы Y0 и СеО. Так могучий авторитет Берцелиуса заставил ученый мир признать, нет, скорее, поверить в двухвалентность редких земель тем самым был брошен первый камень в будущее русло развития периодической системы элементов. [c.13]

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]

Нельзя сказать, что новая идея Браунера была с энтузиазмом встречена химиками. Менделеев отнесся к ней довольно сдержанно. Хотя он и считал, что предложение Браунера заслуживает большого внимания , но полагал, что будет осторожнее оставить вопрос открытым, тем более, что Yb=173 (один из лучше исследованных редких металлов) хорошо подходит к III—10 по величине своего атомного веса . Английский химик Фредерик Содди категорически возражал против браунеровского размещения редкоземельных элементов, считая что оно нарушает непрерывность системы . Идея Браунера возникла тогда, когда редкие земли не были центром внимания ученых химиков то были годы величайших открытий в области физики и в первую очередь открытия явления радиоактивности. Они то и оказались предметом основного внимания. [c.70]

Атомный состав редких земель. До конца 60-х годов существовало мнение, что редкие земли, обладающие ясными основными свойствами (это относится главным образом к известным в то время землям окиси лантана, гидрату закиси церия, окисям иттрия, эрбия и дидима), образуют ооедине-ния формы RO, как у окислов щелочноземельных металлов. Высшему окислу церия придавг1ли при атом формулу Се О , подобно соединениям Мп О и Fe O. Судя по аналогиям и формам R0, элементам редких земель приписывали следующие атомные веса Y = 6l,7, Се = 92, La = 90 — 94, Di == 95, Er = 112,7, т.-е. их считали двухвалентными по отношению к Н. Менделеев (1870), после установления своей периодической системы, заметил, что элементы редких земель не подходят под общее начало при допущении вышеуказанных атомных весов и что, рассматривая высший окисел церия, как соединение двух окисей СеОСе О, должно считаться с тем, что одна из признаваемых окисей, а именно Се-О и соответствующие ей соли не получаются. Так как количество кислорода в двух известных окислах церия (СеО и СеЮ при Сс — 92) входит в отношении 3 4, то Менделеев предложил для обеих окисей формулы СеЮ и Се О или СеО . В таком случае утроенный эквивалент по отношению к Н, 46 X 3 — 138, должен составлять истинный атомный вес церия, и тогда элемент этот находит место в IV группе и в 8 ряду свойства этого элемента и его соединений оказались отвечающими такому месту его среди других элементов. [c.433]

В 1886 г. У. Крукс прочитал доклад О происхождении химических элементов , в котором привел ряд аргументов в пользу представлений о сложности элементов и справедливости гипотезы Праута. Этому докладу предшествовали экспериментальные исследования самого Крукса и других ученых по спектрам редкоземельных элементов. Крукс предположил, что все редкие земли являются смесью так называемых метаэлементов. Хотя такое представление основывалось на неправильной интерпретации спектров фосфоресценции, оно подкреплялось неудачами при размещении редкоземельных элементов по группам периодической системы (Д. И. Менделеев, Б. Браунер) Под влиянием круксовской идеи о метаэлементах Браунер стал развивать свои представления о редких землях как химических астероидах . Он писал Принимая во внимание то, что химики все более и более склоняются к взглядам, что все наши элементы сложены из какой-то первоначальной материи, мы можем себе представить, что при образовании редкоземельных элементов конденсация первоначальной материи не шла так далеко, как элементов иных . [c.58]

Ко времени опубликования периодической системы элементов было известно всего 5—6 редких земель окись и закись церия и окислы лантана, иттрия, эрбия и так называемого дидима. Лантан, эрбий и дидим были открыты Мосандером, выделившим их в 1839— 1842 гг. из окислов церия и иттрия. Все эти элементы были изучены очень мало. Без особых оснований, главным образом по сходству внешнего вида, всем им приписывалась формула НО, а высшему окислу церия--Сез04. Их атомные веса также были значительно занижены — раза в полтора против истинной величины. Редкие земли привлекли к себе внимание Менделеева прежде всего тем, что они не укладывались в периодический закон ... при этой формуле основных окисей и при соответственных атомных весах этих металлов нет возможности поместить их в системе, не разрушая ее стройности ..., говорит он в своей знаменитой статье Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств некоторых элементов [6]. Но Д. И. Менделеев убежден в правильности периодической системы. Он неоднократно подчеркивает ее естественный характер и общность, позволяющую охватить с единой точки зрения все химические элементы. Наконец, ценность периодической системы заключается, по его мнению, в том, что до сих пор химия не обладала средством предугадывать существование новых, простых тел, [c.29]

Изучение распространенности химических элементов в природе началось в первой половине XIX столетия. Большое внимание этому уделяли классики геохимии Ф. Кларк, В. М. Гольдшмидт, В. И. Вернадский, А. Е. Ферсман. Уже первые анализы горных пород позволили установить ряд эмпирических закономерностей распространения химических элементов. Д. И. Менделеев впервые отметил, что в природе более распространены элементы начала построенной им таблицы, а более редкие находятся в ее конце. Позже было установлено, что преобладают четные элементы таблицы по сравнению с нечетными. Эта закономерность, как известно, получила название правила Оддо— Гаркннса. Изучение химического состава метеоритов, а впоследствии и состава звездных атмосфер с помощью спектрального анализа показало, что главные особенности распространения элементов или, вернее, основные черты первоначальной распространенности их в Солнечной системе в значительной мере являются общими для космических тел Галактики и Земли. В настоящее время не вызывает сомнения то обстоятельство, что главные особенности распространения элементов определяются ядерными свойствами их атомов. Поэтому для выяснения более детальных особенностей распространения элементов важно знать распространенность не только их самих, но и отдельных ядерных, видов — изотопов. Этот вопрос рассмотрен в главе, посвященной геохимии изотопов. [c.71]

В своих ответных письмах Менделеев приветствовал то научное направление, которое избрал Браунер, и в особенности, конечно, его цель — содействовать дальнейшему развитию и укреплению периодического закона. В свою очередь, в последующих письмах Браупер рассказывает о деталях своих исследований церия и церитов. В частности, в письме от 22 июня/4 июля 1881 г. он сообщает о получении им фтористых солей церия. Анализы и получение в чистом виде всех этих соединений представляют, конечно, большие трудности, но радость, которую я при этом испытывал, ни с чем в мире нельзя сравнить. Я жалею, что день не длится 48 часов, потому что, где бы я ни брался за редкие металлы, я нахожу все новые и новые факты. Но поверьте мне, что едва ли найдется другой человек на земле, который относился бы с большим энтузиазмом к периоди- [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология