ЭРБИЙ.

Окись эрбия Карл Мозандер выделил из иттриевой земли в 1843 году. Впоследствии эта розовая окись стала источником, из которого "почерпнули" еще два новых редкоземельных элемента - иттербий и тулий.

Кроме розовой окраски большинства соединений, в том числе окиси Er2O3, эрбий почти ничем не отличается от прочих лантаноидов иттриевой подгруппы. Пожалуй, лишь несколько большие прочность и твердость выделяют этот элемент среди других лантаноидов.

Вместе с лютецием и тулием эрбий принадлежит к числу самых тяжелых лантаноидов - его плотность превышает 9 г/см3.

Основная область применения эрбия сегодня - это изготовление сортового окрашенного стекла. Кроме того, стекла, в составе которых есть эрбий, отлично поглощают инфракрасные лучи.

В числе потенциальных областей применения элемента N68 атомная энергетика (регулирующие стержни), светотехника (активатор фосфоров), производство ферритов и магнитных сплавов, лазеры. Здесь уже используют окись эрбия с примесью тулия.

ТУЛИЙ.

Тулий (от латинского Thule, «Скандинавия») был открытый Т. П. Клеве в 1879 году. Сначала Клеве нашел новые спектральные линии, он же первым выделил из гадолинита бледно-зеленую окись элемента N69.

По данным академика А. П. Виноградова, тулий - самый редкий (если не считать прометия) из всех редкоземельных элементов. Содержание его в земной коре 8*10-5 %. По тугоплавкости тулий второй среди лантаноидов: температура его плавления 1550-1600°С (в разных справочниках приводятся разные величины; дело, видимо, в неодинаковой чистоте образцов). По температуре кипения он уступает только лютецию 1947°С и 3395°С соответственно.

Несмотря на минимальную распространенность, тулий нашел практическое применение раньше, чем многие более распространенные лантаноиды. Известно, например, что микропримеси тулия вводят в полупроводниковые материалы (в частности, в арсенид галлия). Но, как это ни странно, искусственно получаемый радиоактивный тулий-170 нашел большее применение, чем стабильный природный тулий (изотоп Tm-169).

Тулий-170 образуется в атомных реакторах при облучении нейтронами природного тулия. Этот изотоп с периодом полураспада 129 дней излучает сравнительно мягкие гамма-лучи с энергией 84 кэВ. На основе этого изотопа были созданы компактные рентгено-просвечивающие установки, имеющие массу преимуществ перед обычными рентгеновскими аппаратами. В отличие от них тулиевые аппараты не нуждаются в электропитании, они намного компактнее, легче, проще по конструкции. Миниатюрные тулиевые приборы пригодны для рентгенодиагностики в тех тканях и органах, которые трудно, а порой невозможно, просвечивать обычными рентгеновскими аппаратами. Гамма-лучи тулия просвечивают не только живые ткани, но и металл. Тулиевые гамма-дефектоскопы очень удобны для просвечивания тонкостенных деталей и сварных швов. Эти дефектоскопы наиболее чувствительны при работе с образцами толщиной не более 6 мм.

Препараты тулия-170 используют также в приборах, называемых мутномерами. Этими приборами определяют количество взвешенных частиц в жидкости по рассеянию в ней гамма-лучей. Для тулиевых приборов характерны компактность, надежность и быстродействие. Единственный их недостаток - сравнительно малый период полураспада тулия-170.

ИТТЕРБИЙ.

И снова элемент, о котором почти нечего рассказывать. Если шведскому местечку Иттербю повезло в том смысле, что его название запечатлелось в именах четырех химических элементов, то сами эти элементы, исключая иттрий, можно отнести к разряду наименее интересных. Иттербию, правда, свойственны некоторые отклонения от редкоземельного стандарта. В частности, он способен проявлять валентность 2+, это помогает выделить иттербий.

Из всех лантаноидов он больше всего похож на европий: малые атомный объемы и атомный радиус, пониженные (по сравнению с другими лантаноидами) плотность и температура плавления - все это свойственно европию и иттербию. Зато электропроводность у иттербия почти втрое больше, чем у других лантаноидов, включая европий.

Окись иттербия и его соли белого цвета.

Практическое применение этого элемента ограниченно некоторыми специальными сплавами, в основном на алюминиевой основе. Кроме того, смесь окислов иттербия и иттрия добавляют в огнеупоры на основе двуокиси циркония. Такая добавка стабилизирует свойства огнеупоров.

ЛЮТЕЦИЙ.

Новая редкоземельная окись лютеция выделена Жоржем Урбеном в 1907 году из иттербиевой земли. Название нового элемента Урбен произвел от старинного латинского названия столицы Франции Парижа (видимо, в противовес гольмию). Приоритет Урбена оспаривал Ауэр фон Вельсбах, который открыл элемент N71 несколькими месяцами позже и назвал его кассиопеем. В 1914 году Международная комиссия по атомным весам вынесла решение именовать элемент все-таки лютецием, но еще много лет в литературе, особенно немецкой, фигурировало название "кассиопей".

Лютеций - последний лантаноид, самый тяжелый (плотность 9,849 г/см3), самый тугоплавкий (температура плавления 1700 ± 50 °С), самый, пожалуй, труднодоступный и один из самых дорогих. В полном соответствии с правилом лантаноидного сжатия атом лютеция имеет наименьший среди всех лантаноидов объем, а ион Lu3+ - минимальный радиус, всего 0,99 Å. По остальным же характеристикам и свойствам лютеций мало отличается от других лантаноидов.

Природный лютеций состоит всего из двух изотопов - стабильного лютеция-175 (97,412 %) и β-радиоактивного лютеция-176 (2.588 %) с периодом полураспада 20 миллиардов лет. Искусственным путем получено еще несколько радиоизотопов лютеция с периодом полураспада от 22 минут до 500 дней. Последний изотоп лютеция получен в 1968 году в Дубне.

Практического значения элемент N71 пока не имеет. Однако, известно, что добавка лютеция положительно влияет на свойства хрома.

Список использованных источников

1. Зеленцов В.В, Соболева Н.Н. Курс «Открытая Химия 2.0»

2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. -4-е изд., испр. - М.: Высш. школа, 2001. – 743 с.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. -25-е изд., испр. – Л.: Химия, 1986. -704 с.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. -1-е изд., - М.: Высш. школа, 1981. – 679 с.

5. Brandukova N.Е., Vygodskii Ya.S., Vinogradova S.V. Applications of the samarium diiodide in organic and polymer synthesis

6. H.B.Kagan, J.L.Namy. In Handbook on the Physics and Chemistry of the Rare Earth. (Eds K.A.Gschneider, L.Eyring). Elsevier, Amsterdam; New York, 1984. P. 525

7. Электрохимия гибридообразующих интерметаллических соединений и сплавов

8. Жекамухов А.Б “Исследование совместного электровосстановления гадолиния и криолита в галогенидных расплавах”

9. Д.Браун. Галогениды лантаноидов и актиноидов. / Пер. с англ. к.х.н. С.С.Родина; Под ред. акад. И.В.Тананаева,. М.: Атомиздат, 1972

10. Римская-Корсакова М.Н., Иванов В.М., Дубинин А.В. и др. Концентрирование лантанидов при анализе природных сульфидов // Вестник моск. ун-та. Химия. -2001.- Т42, №4