Занимательная геохимия. Химия земли - Александр Евгеньевич Ферсман

и сравнительно долго живущего изотопа с атомным весом 147. Период полураспада этого изотопа равен приблизительно 4 годам. Получен также при ядерных реакциях из самария, неодима и празеодима. Назван в честь мифологического бога Прометея. Все изотопы радиоактивны.

Протактиний — Protactinium (Ра). Атомный номер 91; атомный вес 231. Радиоактивный элемент. Открыт в 1917 г. немецкими учеными О. Ганом и Л. Мейтнер и одновременно английскими учеными Ф. Содди и Дж. Кранстоном. В 1927 г. немецкий ученый А. Гроссе выделил свободный протактиний в количестве сотых долей грамма. Представляет собой серебристо-белый металл. Название получил от греческих слов «протос» и «актинос» — «первый луч». Встречается в природе вместе с ураном, являясь одним из продуктов его распада. Продолжительноеть периода полураспада протактиния — 3200 лет.

Радий — Radium (Ra). Атомный номер 88; атомный вес 226,05. Радиоактивный элемент уранового ряда, открытый в 1898 г. супругами Кюри в урановой смоляной руде. Название получил от слова «радиус» — «луч». Уд. в. 5,0, температура плавления 960 °C, температура кипения 1140 °C. Радий — металл серебристого цвета, разлагающий при обыкновенной температуре воду. По химическим свойствам он очень близок к барию, поэтому соли радия очень трудно было отделить от солей бария. Наиболее замечательное свойство радия — сильная радиоактивность, в несколько миллионов раз превышающая радиоактивность урана. Радий испускает α-, β— и γ-лучи. Соли радия светятся в темноте; испускаемые им лучи обладают способностью, кроме воздействия на фотопластинку, ионизировать воздух, вызывать многие химические реакции, разрушающе действовать на животные организмы, убивать бактерии. Особенно поразительной является способность радия непрерывно выделять большое количество энергии. Продолжительность периода полураспада радия — 1580 лет. Применяется в медицине для лечения злокачественных опухолей, рака и волчанки.

Радиоактивные элементы. Радиоактивными называются такие химические элементы, которые обладают свойством непрерывно и самопроизвольно превращаться в другие вещества, испускать невидимые лучи, проникающие подобно рентгеновским лучам сквозь различные вещества, вызывающие электропроводимость воздуха, почернение фотографической пластинки, свечение многих веществ и пр. Лучи, испускаемые радиоактивными элементами, состоят из α-, β— и γ-лучей. Свойствами радиоактивности обладают также изотопы калия, рубидия, индия, лантана, самария, лютеция, рения, урана, тория, полония, радия, протактиния, а также технеций, прометий, астатин, франций и все заурановые элементы.

Радон — Radon (Rn). Атомный номер 86; атомный вес 222,0. Самый тяжелый благородный газ, является продуктом радиоактивного превращения радия. Недолговечен: период полураспада равен 3,85 дня; превращается в твердое вещество радий А с выделением гелия. Название произошло от одного корня со словом «радий». Радон называется также эманацией радия и нитоном. Сжижается при 62 °C, затвердевает при 71 °C. Довольно хорошо растворяется в воде. Радоновые ванны применяются в медицине.

Редкие земли — Terra Rarae (TR). В 57-й клетке менделеевской таблицы помещены не один, как в других клетках, а 15 элементов: лантан и 14 редкоземельных элементов, очень родственных друг другу. Их атомные номера от 57 до 71. Эти элементы объединяют под общим наименованием редкие земли, или редкоземельные элементы, или, наконец, семейство лантаноидов (лантанидов). К редкоземельным элементам относятся: церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций. Различают две группы редкоземельных элементов — иттровую и церовую по нахождению в соответственных «землях». По своим свойствам все редкоземельные элементы чрезвычайно похожи друг на друга. В свободном состоянии это металлы с высокими точками плавления, они разлагают воду при обыкновенной температуре. В природе всегда встречаются смешанными друг с другом во многих минералах. Разделение их представляет большие трудности. Главнейшим содержащим редкоземельные элементы минералом является монацит. История открытия отдельных представителей редкоземельных элементов довольно сложна. Впервые существование «новой земли» было установлено в 1794 г. финским химиком Гадолином; последним из редких земель был открыт лютеций, а недавно искусственно получен № 61 — прометий. Дополнительные данные об отдельных элементах группы редких земель см. под их названиями. В настоящее время редкоземельные элементы приобрели большое значение в различных отраслях промышленности.

Рений — Rhenium (Re). Атомный номер 75; атомный вес 186,31. Один из наиболее рассеянных элементов, открытый лишь в 1925 г. немецкими учеными И. и В. Ноддак. Название получил от реки Рейн. Его свойства были предсказаны Д. И. Менделеевым, и он назвал его двимарганец. По внешнему виду металлический рений напоминает платину. Рений — один из самых тяжелых и тугоплавких металлов, уд. в. 20,9, плавится при 3170 °C, кипит при 5870 °C. Металл представляет особый интерес для электротехнической промышленности, так как является материалом для изготовления нитей электроламп более долговечных, чем вольфрамовые. Применяется и в виде сплавов в различных областях промышленности. В природе встречается в минерале молибдените в количестве, не превышающем стотысячной доли процента[90].

Родий — Rhodium (Rh). Атомный номер 45; атомный вес 102,91. Элемент платиновой группы. Уд. в. 12,44, температура плавления 1960 °C, температура кипения 4500 °C. Открыт в 1803 г. В. Волластоном и назван от греческого слова «родон» — «розовый», так как соли родия имеют розовую окраску. В природе встречается в самородном состоянии вместе с платиновыми элементами. Из сплава платины с родием изготовляют приборы для измерения высоких температур (термопары).

Ртуть — Hydrargyrum (Hg). Атомный номер 80; атомный вес 200,61. Единственный металл, при обыкновенных условиях находящийся в жидком состоянии. Ртуть известна с глубокой древности. Название элемента произошло от греческих слов «хюдар аргирос» — «жидкое серебро». Застывает при температуре –38,87 °C; кипит при 356,9 °C. Уд. в. 13,55. Растворяет многие металлы (щелочные металлы, золото, серебро, медь, олово), давая жидкие и твердые сплавы, называемые амальгамами. Пары ртути очень ядовиты. Применяется для наполнения различных физических приборов (например, термометров, кварцевых ламп, насосов), в медицине, для извлечения из руд золота и для приготовления гремучей ртути — одного из важнейших детонаторов. В природе встречается в виде минерала киновари (HgS).

Рубидий — Rubidium (Rb). Атомный номер 37; атомный вес 85,48. Элемент из группы щелочных металлов. Открыт Бунзеном в 1861 г. спектральным анализом. Назван по характерным для рубидия красным линиям спектра («рубидус» — «темно-красный»). По своим свойствам очень близок к калию, только активность его значительно больше последнего. Уд. в. 1,53, температура плавления 38,5 °C; температура кипения 680 °C. Встречается в природе в крайне рассеянном состоянии; наибольшие его количества (до 0,1 %) обнаружены в амазонском камне (зеленый полевой шпат); в заметных количествах установлен в минерале карналлите. Изотоп рубидия с атомным весом 87 радиоактивен, испускает только β-лучи, превращаясь в стронций. Период его полураспада — 70 миллиардов лет.

Рутений— Ruthenium (Ru). Атомный номер 44; атомный вес 101,1. Элемент платиновой группы. Открыт в 1844 г. русским академиком К. К. Клаусом в Казани и назван в честь России (Ruthenia по-латыни — Россия). Хрупкий. Уд. в. 12,2, температура плавления 2450 °C, температура кипения 4900 °C. В природе встречается вместе с другими элементами платиновой группы. Крайне редок и поэтому не нашел применения.

Самарий — Samarium (Sm).