Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

Элемент N64 - гадолиний открыт в 1880 году. Первооткрыватель этого элемента - швейцарский химик Жан Шарль Галиссар де Маринбяк (1817-1894) долгое время работал во Франции. Общие научные интересы - редкие земли и спектральный анализ - сблизили его с Лекок де Буабодраном. Именно Лекок де
Буабодран, с согласия Мариньяка, назвал гадолиниевой открытую им новую землю. А через два года после смерти Мариньяка был впервые получен в относительно чистом виде элементарный гадолиний. Между прочим, это был первый случай в истории науки, когда химический элемент назвали в память об ученом, члене-корреспонденте Петербургской академии - Юхане
Гадолине, который был одним из первых исследователей редких земель.

На первый взгляд, по физическим и химическим свойствам гадолиний ничем не отличается от других редкоземельных металлов. Он- светлый, незначительно окисляющийся на воздухе металл - по отношению к кислотам и другим реагентам ведет себя так же, как лантан и церий. Но с гадолиния начинается иттриевая подгруппа редкоземельных элементов, а это значит, что на электронных оболочках его атомов должны быть электроны с антипараллельными спинами.

Всего один дополнительный электрон появился в атоме гадолиния по сравнению с атомом предыдущего элемента самария. Он, этот добавочный электрон, попал на вторую снаружи оболочку, а первые пять электронных
"слоев", в том числе и развивающаяся у большинства лантаноидов оболочка N, у атомов самария и гадолиния построены одинаково. Всего один электрон и один протон в ядре, но как преображают они некоторые свойства очередного лантаноида !

Прежде всего гадолинию свойственно наивысшее среди всех электронов сечение захвата тепловых нейтронов, 46000 барн - такова эта величина для природной смеси изотопов гадолиния. А у гадолиния-157 (его доля в природной смеси 15,68 %) сечение захвата превышает 150 000 барн. Гадолиний-157 -
"рекордсмен" среди всех стабильных изотопов.

Отсюда возможности гадолиния при управлении цепной ядерной реакцией и для защиты от нейтронов. Правда, активно захватывающие нейтроны изотопы гадолиния, 157Gd и 155Gd, в реакторах довольно быстро "выгорают"
-превращаются в "соседние" ядра, у которых сечение захвата на много порядков меньше. Поэтому в конструкциях регулирующих стержней с гадолинием могут конкурировать другие редкоземельные элементы, прежде всего самарий и европий.

Но не только рекордными сечениями захвата знаменит гадолиний. У него наибольшее из всех лантаноидов удельное электрическое сопротивление- примерно вдвое больше, чем у его аналогов. Почти в два раза больше, чем у лантана и церия, и удельная теплоемкость гадолиния. Наконец, магнитные свойства ставят элемент N64 в один ряд с железом, кобольтом и никелем. В то время как лантан и другие лантаноиды парамагнитны, гадолиний - ферромагнетик, причем даже более сильный, чем никель и кобальт. Но железо и кобальт сохраняют ферромагнитность и при температурах порядка 1000 °С, никель - до 631 °С. Гадолиний же теряе это свойство, будучи нагрет всего до
290°С.

Необычные магнитные свойства и у некоторых соединений гадолиния. Его сульфат и хлорид (гадолиний, кстати, всегда трехвалентен), размагничиваясь, заметно охлаждаются. Это свойство использовали для получения сверхнизких температур. Сначало соль состава Gd2(SO4)3*8H2O помещали в магнитное поле и охлаждали до предельно возможной температуры. А затем давали ей размагнититься. При этом запас энергии, которой обладала соль, еще уменьшался, и в конце опыта температура кристаллов от абсолютного нуля отличалась всего на одну тысячную градуса.

Сверхнизкие температуры открыли еще одно применение элементу N64.
Сплав гадолиния с церием и рутением в этих условиях приобретает сверхпроводимость. И в то же время в нем наблюдали слабый ферромагнитизм.
Таким образом, для магнетохимии представляют непреходящий интерес и сам гадолиний, и его соединения, и сплавы.

Другой сплав гадолиния - с титаном - применяют в качестве активатора в стартерах люминесцентных ламп. Этот сплав впервые получен в нашей стране.

ТЕРБИЙ.

Элемент N65 в природе существует в виде одного - единственного стабильного изотопа тербий-159. Элемент редкий, дорогой и используемый пока в основном для изучения свойств элемента N65. Весьма ограниченно соединения тербия используют в люминофорах, лазерных материалах и ферритах.

Тербий - идеальный парамагнетик. В чистом виде представляет собой металл серебристого цвета, который при нагревании покрывается окисной пленкой.

Темно-коричневый порошок окиси тербия имеет состав Tb4O7 или
Tb2O3*2TbO2. Это значит, что при окислении часть атомов тербия отдает по три электрона, а другая часть - по четыре. Треххлористый тербий TbCl3 - самое легкоплавкое соединение из всех галогенидов редкоземельных элементов
- плавится при температуре меньше 600 °С.

История тербия достаточно путанная. В течении полувека существования этого элемента не раз брали под сомнение, не смотря на то что первооткрывателем тербия был такой авторитет в химии редких земель, как
Карл Мозандер. Это он разделил в 1843 г. иттриевую землю на три: иттриевую
(белого цвета ), тербиевую (коричневого ) и эрбиевую (розового). Но такие известные ученые 19 века, как Р. Бунзен и Т. Клеве, нашли в иттриевой земле лишь два окисла и счетали сомнительным существование третей - тербиевой земли. Позже Лекок де Буабодран обнаружил тербий (вместе с гадолинием и самарием ) в псевдоэлементе мозандрии. Однако затем он сам запутался, придя к выводу, что существует не один тербий, а несколько элементов - целая группа тербинов ... Словом, путанницы было хоть отбавляй. И лишь в начале 20 века известный французский химик Жорж Урбен
(1872-1938) получил чистые препараты тербия и положил конец спорам.

ДИСПРОЗИЙ.

Диспрозий - один из самых распространенных элементов иттриевой подгруппы. В земной коре его в 4,5 раза больше, чем вольфрама. Выклядит он так же, как и остальные члены редкоземельного семейства, проявляет валентность 3+; окраска окиси и солей светло-желтая, обычно с зеленоватым, реже с ораньжевым оттенком.

Название этого элемента произхобит от греческого ((((((((((( , что означает "трудно-доступный ". Название элемента N66 отразило трудности, с которыми пришлось столкнуться его первооткрывателю. Окисель этого элемента-
"землю" диспрозия открыл Лекок де Буабодран спектроскопически, а затем выделил ее из окиси иттрия. Произошло это в 1886 году, а через 20 лет Жорж
Урбен получил диспрозий в относительно чистом виде.

Среди прочих лантаноидов диспрозий мало чем выделяется. Правда, ему, как и гадолинию, при определенных условиях свойствен ферромагнетизм, но только при низких температурах. Специалисты видят в диспрозии ценный компонент сплавов со специальными магнитными свойствами.

Для атомной энергетики диспрозий представляет ограниченный интерес, поскольку сечение захвата тепловых нейтронов у него достаточно велико
(больше 1000 барн) по сравнению с бором или кадмием, на много меньше, чем у некоторых других лантаноидов - гадолиния,самария... Правда, диспрозий более тугоплавок, чем они, и это в какой-то мере уравнивает шансы.

ГОЛЬМИЙ.

На VII Менделеевском съезде (1958 год) выступил известный немецкий ученый, один из первооткрывателей рения, Вальтер Ноддак. Но не рению был посвящен его доклад. "Техническое разделение и получение в чистом виде редкоземельных элементов семейства иттрия" - так была сформулирована тема.
Ноддак кассказал, в частности, что ему пришлось проделать 10 000 фракциональных кристализаций для того, чтобы выделить 10 миллиграммов чистой окиси гольмия... Сейчас методами жидкостной экстракции и ионного обмена получают сотни килограммов окиси гольмия чистотой более 99,99 %.

Для соединений элемента N67, элемента рассеяного и редкого, характерна желтая окраска различных оттенков. Пока эти соединения используют только в исследовательских целях.

Гальмий - идеальный парамагнетик, но подобные магнитные свойства у большинства редкоземельных элементов.

Моноизотопность природного гольмия (весь он состоит из атомов с массовым числом 165) тоже не делает элемент N67 уникальным. Установленно, что соединения гольмия можно использовать в качестве катализаторов, но и другим лантаноидом свойственна каталитическая активность... Таким образом, получается, что пока элемент N67 "не нашел своего лица"...

Как считают юольшинство историков науки, гольмий открыт шведским химиким Т. П. Клеве в 1879 году. Клеве, продолжая разделять компоненты окиси иттрия, выделил из окиси эрбия аналогичные соединения иттербия, тулия и гольмия. Правла, в те же годы (1878-1879) швейцарец Сорэ исследовал спектры эрбиевой земли и обнаружил раздвоение некоторых спектральных линий.
Он обозначил новый элемент индексом Х; теперь известно, что найденные им новые линии принадлежат гольмию. Название элементу N67 дал Клеве: Holmia - так пишется по латыни старинное название Стокгольма.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: изложение 3, новые рефераты, банк курсовых работ бесплатно.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата