Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

01.12.2022
13:55

IceCube нашел галактические нейтрино высоких энергий

01.12.2022
13:46

Китай завершил строительство самого крупного в мире солнечного радиотелескопа DSRT состоит из 313 антенн

01.12.2022
13:33

Астрономы увидели самое далекое приливное разрушение звезды черной дырой

30.11.2022
18:15

Джеты черной дыры воссоздали на суперкомпьютере. В нем почти 130 000 ядер

30.11.2022
18:08

«Хаббл» показал «шипованные» звезды, которые с трудом держатся вместе

30.11.2022
18:04

Главную теорию происхождения человека опровергли: откуда мы появились

30.11.2022
17:59

"Почему у метростроевок красивые лица, а у работницы табачной фабрики – нет" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

30.11.2022
17:42

Крупнейший в мире телескоп для наблюдения за вспышками на Солнце достроили в Китае

30.11.2022
17:34

В РАН выступили за объединение суперкомпьютеров России в единую инфраструктуру

30.11.2022
17:24

Российские ученые составили детальную карту поверхности Гипериона, спутника Сатурна

30.11.2022
16:44

Почему великие цивилизации потерпели загадочный крах 3200 лет назад

30.11.2022
16:31

Миссия НАСА «Юнона» запечатлела две луны Юпитера

30.11.2022
16:31

Миссия НАСА «Юнона» запечатлела две луны Юпитера

30.11.2022
16:23

Астрономы описали прародителя сверхновой редкого типа Icn

30.11.2022
14:33

АСТРОФИЗИКИ ИЩУТ ВТОРУЮ ПО ВЕЛИЧИНЕ СВЕРХМАССИВНУЮ ЧЕРНУЮ ДЫРУ

30.11.2022
14:28

САМЫЕ РЕДКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

    Когда мы говорим о редких химических элементах, то невольно представляем себе драгоценные металлы. Однако, например, золото или платина, хоть и редко, но встречаются в виде самостоятельных минералов. А вот по-настоящему редкими можно считать элементы, которые растворены в других минералах и их очень трудно выделить. Как правило, такие устойчивые соединения образуют близкие по составу элементы, и чем больше сходство, тем сложнее найти такую химическую реакцию, которой можно было бы извлечь их в чистом виде. Однако затраты на производство себя окупают — область применения редких веществ очень обширна, а их уникальные свойства будоражат научное сообщество и заставляют ученых биться в попытках искусственно воссоздать хотя бы частичку, чтобы наконец изучить загадочную материю. 

    Редкие металлы

    Существуют разные научные подходы к изучению редких химических веществ. Поэтому перечень у разных авторов незначительно расходится. Но, как правило, под «редкими элементами» подразумеваются группы рассеянных, легких, тугоплавких, радиоактивных и редкоземельных элементов. Многие могут быть отнесены одновременно к разным группам. 

    Группа рассеянных объединяет такие элементы, как индий (In), галлий (Ga), германий (Ge), таллий (Tl) и рений (Re), а также селен (Se) и теллур (Te). Они не встречаются в природе в виде самостоятельных минералов и залежей, а только извлекаются из руд других металлов и полезных ископаемых, к которым они близки по свойствам. Например, галий содержится в алюминиевых минералах, германий встречается в каменных углях, индий, таллий и германий — в сфалерите. Получается, что они буквально рассеяны в виде примесей, которые «прячутся» в чужих минералах. 

    Источник: chemicalportal.ru

    Важнейшая область освоения рассеянных элементов — полупроводниковая техника. Галлий используется в солнечной энергетике — солнечные батареи из фосфида и арсенида галлия по сравнению с кремниевыми элементами служат дольше, более эффективно передают энергию и менее чувствительны к высоким температурам.

    В группу легких редких элементов включают литий (Li), рубидий (Rb), цезий (Cs) и бериллий (Be). По названиям можно догадаться, что они отличаются малой плотностью — меньше 2 г/см3. Для сравнения, плотность твердого германия — 5,327 г/см³, а теллура — 6,24 г/см³. К тому же легкие элементы обладают высокой  химической активностью, поэтому, например, литий используют в качестве теплоносителя в ядерных реакторах, а бериллий — в авиа- и ракетостроении как конструкционный материал и электронику. Легкие редкие металлы получают электролизом расплавов солей (выделение вещества под действием постоянного тока) или металлотермическим способом (при повышенных температурах).

    В радиоактивную группу входят радий (Ra), торий (Th), уран (U) и плутоний (Pu). Уран, плутоний и торий служат источниками ядерной энергии. Применяются в качестве топлива для атомных реакторов и атомного оружия. Они также получаются искусственным путем полураспада, химические элементы крайне радиоактивны и ядовиты для человека. К примеру, около пятимиллионных долей грамма реакторного плутония, попавших в легкие, способны вызвать рак.

    В редкоземельную группу входят 15 близких по своим свойствам элементов. Как можно понять по названию, они редко встречаются в земной коре и делятся на две подгруппы: цериевую — лантан (La), церий (Ce), празеодим (Pr), неодим (Nd), прометий (Pm), самарий (Sm) и иттриевую — европий (Eu), гадолиний (Gd), тербий (Tb), диспрозий (Dy), гольмий (Ho), эрбий (Er), тулий (Tm), иттербий(Yb), лютеций (Lu), скандий (Sc) и иттрий (Y). Редкоземельные элементы — металлы серебристо-белого цвета, их получают восстановлением соответствующих оксидов, фторидов, электролизом безводных солей и другими методами. 

    Редкоземельные элементы применяют в различных отраслях: черной и цветной металлургии, производстве стекла (лантан, церий, неодим и прометий повышают светопрозрачность стекла) и керамики, атомной, электроосветительной, телевизионной и лазерной технике, химической промышленности, медицине, сельском хозяйстве. По мере изучения свойств семейства «Лантаноидов» возможности их использования расширяются. 

    Последняя группа тугоплавких и легирующих элементов имеет большое значение в современной металлургии и объединяет значительное число различных редких элементов. Среди них: бор (B), титан (Ti), цирконий (Zr), гафний (Hf), вольфрам (W), молибден (Mo), тантал (Ta), ниобий (Nb) и ванадий (V). Тугоплавкие металлы имеют очень высокую температуру плавления и стойкость к изнашиванию, из них можно получать детали для разных областей промышленности. 

    Технология извлечения редких металлов включает три стадии: разложение рудных концентратов, получение чистых химических соединений (оксидов или солей) и последующее выделение металла из его соединения. 

    Так как большинство редких элементов — металлы, к ним чаще применяют термин «редкие металлы». Это название более распространено и сложилось исторически, когда это были относительно новые и малоизученные элементы. Сейчас по мере освоения название носит условный характер и не означает, что распространенность этих элементов непременно мала, хотя процесс их получения остается достаточно сложным.

    Но что же тогда можно назвать по-настоящему редкими веществами? 

    Астат

    Самый редкий химический элемент на Земле — крайне радиоактивный астат (At). В переводе с греческого языка astatos означает «нестабильный». Он не случайно получил такое название. Небольшое количество астата образовывается в природе в результате радиоактивного распада урана и тория. А его общее содержание в коре всей планеты составляет менее 30 г. В своей самой стабильной форме — изотоп 210At — период полураспада составляет всего 8 часов, поэтому никто до сих пор не видел его в чистом виде. Астат не только крайне редко встречается в природе, но еще и не поддается исследованию, поэтому по праву считается самым редким веществом.  

    Но как исследователи его отыскали?

    Существование астата было предсказано в 1869 г. Дмитрием Менделеевым. В Периодической таблице под йодом отсутствовал фрагмент, предполагалось, что там должен быть пятый галоген. Элемент №85 получил название эка-йод (Eka-Iodum). 

    Исследователи обратили внимание на то, что элементы галогенов выстраиваются сверху вниз в определенной последовательности и обладают схожими свойствами. По этому принципу астат должен быть схож с йодом, твердым галогеном. Так ученые предположили, что элемент № 85 — твердый металл. В 1920 г. немецкий химик Э. Вагнер установил еще одно свойство астата: судя по соседнему полонию (№ 84), астат должен был быть радиоактивен. А в 1926 г. немецкий радиохимик Отто Ган решил, что он может быть продуктом радиоактивного распада других элементов. Эти возможные свойства позволили задать научному сообществу направление поиска. Ученые искали его в йоде, морской воде, продуктах распада изотопов радия и радона, монаците, урановой смоляной руде, минералах железа и платины. 

    В 1931 г. американский ученый Ф. Аллисон с сотрудниками Алабамского политехнического института сообщили об открытии этого элемента в монацитовом песке и предложили для него название «алабамий». Оказалось, что открытие было ошибочным, как и все последующие опубликованные результаты вплоть до 1943 г. Элемент № 85 успел получить названия дор, декин, гельвеций, англогельвеций, лептин. 

    Но попытки обнаружить его в природе не увенчались успехом. В 1940 г. астат был впервые получен искусственно группой ученых Калифорнийского университета под руководством Эмилио Сегре. Они синтезировали элемент № 85 на циклотроне, облучив альфа-частицами мишень из висмута. 

    Найти изотопы астата удалось только в 1943-1946 гг. в составе природных радиоактивных руд (настуран U3O8, карнотит 2(UO2)2(VO4)2·3H2O и др.). 

    Большинство свойств астата до сих пор не изучены из-за сложности процедуры его получения. Известно, что астат — твердое вещество черно-синего цвета, температура плавления составляет 230 °C, кипения — 302 °C. 

    Но почему он не входит в ранее предложенную классификацию редких металлов? 

    Вероятно, это связано с тем, что для астата характерно сочетание свойств неметаллов (йод) и металлов (полоний, свинец). Поэтому вопрос отнесения его к металлам сегодня остается открытым. 

    Его синтезирование — сложный и дорогой процесс, поэтому пока астат не имеет практического применения. Однако ученые считают, что его можно использовать для лечения заболеваний щитовидной железы.

    Калифорний

    Еще один крайне редкий радиоактивный элемент — калифорний (Cf).№98 в периодической системе Менделеева. Впервые был синтезирован в 1950 г. группой американских ученых из Национальной лаборатории Лоуренса университета Беркли, штат Калифорния. Физики С. Томпсон, К. Стрит, А. Гиорсо и Г. Сиборг смогли получить его при долгом и повторном облучении плутония в атомных реакторах. Есть мнение, что в огромных количествах изотопы калифорния образуются при взрывах сверхновых звезд. На Земле в природе не встречатся. Его можно получить только искусственным путем. Сегодня применяют технологию облучения в реакторе мишеней из кюрия. Продолжительность составляет от 8 месяцев до 1,5 лет. Из полученных продуктов химическим путем выделяют калифорний. 

    На сегодняшний день наиболее изученный изотоп — калифорний-252 (252Cf). Он способен выделить заряд энергии, по своей мощности сопоставимый с ядерным реактором — один грамм выделяет 2,4 биллиарда нейтронов в секунду.

    Калифорний как мощный источник нейтронов имеет достаточно широкую область применения: его используют в нейтронно-активационном анализе и в нейтронной радиографии; в геологоразведке и при добыче полезных ископаемых; в сталелитейной, химической, нефтеперерабатывающей, угледобывающей промышленности; авиационно-космической технике и ядерной энергетике. Калифорний участвует в производстве компонентов ядерного оружия, ядерных и термоядерных зарядов малой мощности. 

    Изотоп 252Cf используется в лучевой терапии злокачественных опухолей. В процессе лечения атипические клетки разрушаются, здоровые не поддаются облучению.

    Калифорний — один из самых дорогих элементов в мире. Цена одного грамма по разным данным составляет от $10 до $250 млн. Дороговизна оправдывается тем, что ежегодно получают всего 40-60 мг вещества.

    Можно сказать, что редкие группы элементов достаточно широко используются в различных областях производства. Диапазон их применения — от космических ракет до лекарственных препаратов. Они труднодоступны: чтобы получить вещества, необходимо выделять их при помощи специальных технологий. Но распространенность таких элементов не обязательно мала.

    Действительно редкими в этом смысле являются астат и калифорний. 

    Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

30.11.2022
14:22

ЭФФЕКТНЫЙ ЧЕЛОВЕК. 219 ЛЕТ НАЗАД РОДИЛСЯ КРИСТИАН ДОПЛЕР

30.11.2022
14:12

Новый китайский солнечный зонд получил первый снимок вспышки на Солнце

30.11.2022
14:08

Астрономы отыскали самый молодой суперюпитер

30.11.2022
13:38

Массивная экзопланета помогла обнаружить гигантское полярное пятно на звезде

<< 31|32|33|34|35|36|37|38|39|40 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList