Cтраница 3
Металлический церий в смеси с другими элементами ( Al, Ca, Mg, V, Ti и Si) используется в металлургии при изготовлении качественных сталей. Церий очищает металлическую ванну от азота, кислорода, серы и фосфора и делает шлак легкоплавким. Применяемый флюс в виде сплава содержит 5 - 15 % церитовых металлов, 25 - 60 % А1 или 5 - 15 % Ca, Mg или Si и 5 - 3 % Ti, остальное - железо. Введение Се в металлический алюминий позволяет резко уменьшить в последнем содержание Si, нарушающего его структуру и снижающего прочность. В то время как нечистый металлический алюминий издает почти деревянный звук, металл, рафинированный церием, издает чистый колокольный звон. Церий в виде сплава с железом, применяется для изготовления камней для зажигалок. [31]
В своих сочинениях Менделеев неоднократно пытался найти объяснение близости свойств редкоземельных элементов. В 1871 г. он указывал, что недостаток целого 9-го ряда и даже почти целого большого периода ( начиная от Се 140), однако едва ли должно приписать одной случайности и, может быть, есть в природе элементов причины. В марте 1870 г., в первом издании Основ химии, характеризуя церитовые металлы, Менделеев особо отмечал, что все они имеют близкие атомные веса. По мнению Менделеева, существуют еще несколько других примеров этого рода. Таковы никель и кобальт, и их атомные веса чрезвычайно близки; родий, рутений и палладий, с одной стороны, иридий, осмий и платина, с другой, представляют также элементы, значительно сходные между собой и имеющие очень близкие атомные веса. [32]
Таким образом, когда в 1878 г. Браунер выступил публично в защиту периодического закона и отстаивал Be 9 и ВеО ( как формулу окиси бериллия), он опирался на свою большую предшествующую работу, которая помогла ему проникнуть в самую сущность этого закона и понять его громадное научное значение для химии, для всего учения о веществе. Другими словами, он выступил не как случайный попутчик Менделеева на научно-химическом поприще, а как глубоко убежденный и верный последователь его учения. Свои личные исследования, связанные прямо с этим учением, Браунер направил на изучение церия и церитовых металлов, а затем и всего семейства редкоземельных элементов, их атомных весов прежде всего. [33]
Общая связь, охватывающая все элементы, раскрывалась не сразу, не в виде пришедшего как бы по наитию решения, а последовательно, шаг за шагом. Когда речь шла о членах одного и того же семейства ( например, семейства железа, платины или церитовых металлов), элементы оказывались близкими и по химическим свойствам, и по атомным весам. Поэтому связи элементов внутри таких семейств обнаруживались с особой ясностью, даже если в начале составления таблицы они не были еще выяснены в полном объеме. [34]
Бара можно считать довольно близким к этому числу. Эрбий Бунзена и Бара, считая результаты наблюдений этих последних близкими к истине, вероятно относится к III группе к 10-му ряду, где за ним следуют La 180, Та 182 и W 184, а потому должно думать, что атомный вес эрбия будет близок к Ег 178, формула окиси ЕгЮ3, а потому эквивалент 59.3. Если число Бунзена (56.3) ниже этого, то тому можно видеть причину в подмеси иттрия. Для убеждения в верности этих изменений в атомных весах иттрия и эрбия недостает ныне даже и тех немногих данных, какие собраны для церитовых металлов, не известно ни плотности окисей, ни отношений к окислителям и восстановителям, ни состава и форм двойных солей, а потому [ и нельзя ручаться за ] здесь больше, чем в каком-либо другом месте системы элементов, желательно появление новых исследований, для интереса которых закон периодичности может доставить обширный материал. Для того чтобы еще раз показать те приемы, которые должно применять, исследуя элементы на основании закона периодичности, я обращаюсь вслед за сим к определению свойств ныне еще не известных элементов. Это применение закона периодичности показывает всю его силу и новизну, потому что, должно сознаться, по сих пор мы не имели никаких поводов предсказывать свойства неизвестных элементов, даже не могли судить о недостатке или отсутствии тех или других из них. [35]
Металлы иттриевых или гадолннитовых земель составляют группу трех-валентных элементов. Они встречаются в виде силикатов в минералах га-долините и ровлендите, в виде фосфатов - в ксенотите и в виде ииоба-тов - в эвксените, итпротанталите и некоторых других редких минералах. В этих минералах элементы скандий, иттрий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций преобладают над редкими элементами группы церитовых металлов, которые встречаются с инми и которые по своим химическим свойствам заметно разнятся от них. Остальные элементы встречаются крайне редко. По месту нахождения по химическим свойствам весьма сходны между собой европий, гадолиний и тербий; точно так же сходны между собой диспрозий, гольмий, эрбий и тулий и, наконец, иттербий и лютеций. [36]
Вся периодическая законность включена в этих строках. Винклера ( открывшего германий и показавшего его тождество с вкасилицием) и др. - в Германии, Лекок де - Боабодрана во Франции ( открытие галлия экаалюминию), в Швеции-Клеве ( по отношению к атомным весам церитовых металлов), Нильсона ( открывшего скандий экабору) и Нильсона и Петерсона ( определивших плотность пара ВеС12), Пражского профессора Браунера ( исследовавшего Се и определившего пай Те) и Пиччияи в Италии. [37]
Вся периодическая законность - писал он - включена в этих строках - В ряде последующих ( 1870 - 1872 гг.) статей ( напр. Винклера ( открывшего германий и показавшего его тождество с экасилицием) и др. - в Германии, Лекок де - Боабодрана во Франции ( открытие галлия-экаалюминию), в Швеции - Клеве ( по отношению к атомным весам церитовых металлов), Ниль-сона ( открывшего схандийэкабору) и Нильсона и Петерсона ( определивших плотность пара ВеС12), Пражского профессора Браунера ( исследовавшего Се и определившего пай Те) и Пиччини в Италии. [38]
Вы могли бы, например, упомянуть о том, что во время дискуссии о б е-р и л лии я был единственным, который, на основании периодической системы и физических свойств соединений редкоземельных металлов, публично защищал двувалент-ность бериллия - воззрение, которое теперь подтверждено экспериментально самим Нильсеном и Петерсоном. Или Вы могли бы что-нибудь упомянуть о моих работах над церитовыми металлами и сказать, что получение Сер4 окончательно разрешило вопрос о месте церия, или, что я указал на сложную природу церитового дидима, а. [39]
Изоморфизм, как следует предполагать, обусловливается не только эквивалентным составом, но также и химическим характером содержимых окисей. Так, соответствующие соли ZnO и А1203 могут быть изоморфными между собой, ибо окиси эти, несмотря на неодинаковый состав, ведут себя химически одинаково в своих реакциях. Такое отношение; проявляется у закиси церия, у окисей дидима и лантана, поэтому и у последних мыслим изоморфизм, несмотря на неодинаковый состав. Кроме того, в упомянутых исследованиях Мариньяка приводятся относительно состава двойных солей новые данные, которые показывают, что церитовые металлы дают соединения иного рода, чем остальные известные окиси RO; так, например, двойные платиновые соли содержат ЗРЮ4 на 4RC1 и 36 воды, а не PlCl4RCl2 и от 6 до 8 воды. Эти факты можно будет только тогда правильно понять, когда станет известен подробнее состав двойных платиновых солей таких окисей, как Al-03, Fe203, ZrO2 и им подобных. Поныне из форм R203 и RO2 хорошо известны только окиси со слабым основанием; если, однако, принять для церитовых металлов, в соответствии с периодическим законом, предложенные мною атомные веса, то следует ожидать для них в случае приведенных выше формул отчетливо выраженных оснований. Особенный интерес имело бы в этом отношении сравнительное изучение Т1Ю2 и окисей 1п203, Т1203 как единственно известных, имеющих ясно выраженное основание высших окисей, изоморфизм которых не изучен. [40]
Вслед за тем Браунер шлет Дмитрию Ивановичу 9 января 1883 г. поздравление с Новым годом и с получением в Англии Медали Дэви. Браунер благодарит за присылку ему нового ( 4-го) издания замечательной книги Основы химии. Он пишет: При настоящем состоянии химического знания получить в руки такую книгу, как Ваша, это истинная радость и удовольствие, так как она написана не по обычному шаблону, но совершенно оригинальным способом. Браунера, как он пишет, очень обрадовало то, что Менделеев упомянул проведенные им, Браунером, исследования церитовых металлов. [41]
Галлий, индий и таллий принадлежат к нечетным рядам, а в III группе должно ждать элементов четных рядов, отвечающих Са, Sr, Ва из Н - й группы. Элементы эти должны в окислах R20S быть основаниями более резкими, чем глинозем, подобно тому как Са, Sr, Ва дают основания более энергические, чем Mg, Zn, Cd. Такими элементами представляются иттрий и иттербий, найденные в редком шведском минерале гадолините, а потому и называемые гадолинитовыми металлами. Сюда же относится стоящий между двумя вышеназванными лантан, сопровождающий в минерале церите два других металла, церий и дидим, а потому относящийся к числу церитовых металлов. Все они и несколько иных их спутников дают основн. [42]
Бунзена и Бара можно считать довольно близким к этому числу. Такое положение иттрия, как ясно уже из применения закона периодичности к предшествовавшим элементам, удовлетворяет ясным основным свойствам окиси его, нелетучести YtCl3, составу сернокислой соли Yt2 ( SO) 3 8НЮ ( такой же как у атомологического ему дидимия), нерастворимости фтористого соед инения идр. Для убеждения в верности этих изменений в атомных весах иттрия и эрбия недостает ныне даже и тех немногих данных, какие собраны для церитовых металлов, не известно ни плотности окисей, ни отношений к окислителям и восстановителям, ни состава и форм двойных солей, а потому [ и нельзя ручаться за ] здесь больше, чем в каком-либо другом месте системы элементов, желательно появление новых исследований, для интереса которых закон периодичности может доставить обширный материал. Для того чтобы еще раз показать те приемы, которые должно применять, исследуя элементы на основании закона периодичности, я обращаюсь вслед за сим к определению свойств пине еще не известных элементов. Это применение закона периодичности показывает всю его силу и новизну, потому что, должно сознаться, - по сих пор мы не имели никаких поводов предсказывать свойства неизвестных элементов, даже не могли судить о недостатке или отсутствии тех или других из них. [43]
IV - й группы, образующими высшие окислы состава R02 или R204: Ti48, Zr90 и Th231, подобно тому как в V группе аналогов азота есть ряд V, Nb, Та или, как в VI группе, есть Cr, Mo, W, Ur. Эти отношения подтверждаются и величинами атомных весов. Судя по этому, и должно ждать в IV [ группе, кроме Ti, Zr и Th, еще два элемента, дающих окислы состава НО2, с атомными весами около 140 и 180, потому что в естественных группах ближайшие аналоги разнятся между собою на 40 - 50 по величине своего атомного веса, а веса атомов Zr90 и Th231 разнятся между собою на 140, следовательно открывается место для двух элементов. Такие элементы должны быть сходны с цирконием и торием и, следовательно, должны образовать основные окислы, способные давать соли. На основании соображений, сходных с теми, какие развиты были при описании бора, урана и индия, я считаю, что эти места принадлежат так называемым церитовым металлам, а именно, вероятнее всего, церию и лантану, которых химические при [ 784Ь знаки и даже распределение в природе весьма сходны с теми, какие свойственны цирконию и торию. [44]
Особенный же интерес, как выше упомянуто, скандий получил от его тождества с предугаданным экабором. Даже место дидимия, как и его очищение, нельзя еще считать окончательно установленным. В настоящее время наибольший интерес сосредотачивается в хорошем изучении, какого еще недостает, таких церитовых металлов, как Di, Er, Tb, которые дают спектры поглощения и цветные окислы и соли, и особенно в изучении их высших форм окисления. Они могут дать, как Сг и Мп, низшие окислы основные, высшие же жислотные и все окрашенные. [45]