Лантанойды

 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.

 Thule - так во время римской империи называли Скандинавию - север Европы. Тулием назвали элемент, 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). Лишь лютецию уступает он и по температуре кипения.

 Несмотря на минимальную  распространенность, тулий нашел  практическое применение раньше, чеммногие более распространенные лантаноиды. Известно, например, что микропримеси тулия вводят в полупроводниковые материалы (в частности, в арсенид галлия) и в материалы для лазеров. Но, как это ни странно, важнее, чем природный стабильный тулий (изотоп 169 Tm), для нас оказался радиоактивный тулий-170.

 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 отличии 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. При работе с образцами толщиной не более 6 мм эти дефектоскопы наиболее чувствительны. С помощью тулия-170 были обнаруженны совершенно незаметные письмена и символические знаки на бронзовой прокладке ассирииского шлема 9 века до н. э.

 Препараты тулия-170 используют  также в приборах, называемых  мутномерами. Этими приборами определяют количество взвешенных частиц в жидкости по рассеянию в ней гамма-лучей. Такие приборы используют при строительстве гидротехнических сооружений.

 Для тулиевых приборов характерны компактность, надежность, быстродействие. Единственный их недостаток - сравнительно малый период ролураспада 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. 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 бета-активного лютеция-176 (2.588 %) с периодом полураспада 20 миллиардов лет. Так что за время существования нашей планеты количество лютеция слегка уменьшилось. Искусственным путем получены 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. Известно, однако, что добавка лютеция положительно  влияет на свойства хрома.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ахметов Н. С. "Общая и неорганическая химия" М.: Высшая школа, 2001 г.
2. Большой Энциклопедический словарь М.: Просвещение, 2001 г.
3. Комкова Е. Г. "Группа химических астероидов" кн.3 из серии "Элементы периодической системы Менделеева" М.: Просвещение, 1984 г.
4. Леенсон И. А. "Чёт или нечёт? Занимательные очерки по химии" М.:Химия, 1987 г.
5. Любимов И. М. "Редкие элементы" М.: Просвещение, 1977 г.
6. Рич В. "В поисках элементов" М.: Просвещение, 1985 г.
7. Угай Я. А. "Общая и неорганическая химия" М.: Высшая школа, 2002 г.