Siyrak yer elementlarining xossalari va birikmalari

Siyrak yer elementlarining xossalari va birikmalari.


Bu nom bilan 15 ta kimyoviy element: lantan (Z=57) va 14 ta lantanoidlar (Ce, Z=58 dan, Lu, Z=71 gacha)ning tarixiy nomidir. Bu elementlar Mendeleev davriy jadvalining oltinchi davrida joylashgan. siyrak yer elementlari jumlasiga yana skandiy (Z=21) va ittriy (Z=39) kiradi. Chunki bu elementlarning ochilishi va o‘rganilishi tarixi siyrak yer elementlariningtarixi bilan chambarchas bog‘liqdir.

Tabiatda siyrak yer elementlari odatda bir-biri bilan yaqin uchraydi. Hozirda 250 ga yaqin siyrak yer elementlarining minerallari ma'lum bo‘lib, ularni mumtoz siyrak elementlarga qo‘shib bo‘lmaydi.

XIX-asrda va XX-asr boshlarida 100 dan ortiq siyrak yer elementi kashf etilgani e'lon qilindi, ammo, bu kashfiyotlarning ko‘pi xato ekanligi aniqlandi. Haqiqatda esa tabiatda qancha siyrak yer elementi mavju ekanlgini hech kim aniq aytib bera olmadi.

Bu ularning birinchi jumboq tomoni edi. Ikkinshisi esa siyrak ter elemntlarining kimyoviy o‘xshashligidir. Bitta siyrak yer elementini boshqasidan ajratib olish uchun ko‘p minglab turli xil kimoviy operatsiyalarni olib borishga va yillab vaqt sarflashga to‘g‘ri kelgan. Nima uchun siyrak yer elementlari juda o‘xshash? Buni ham hech kim tushuntirib bera olmadi. Nihoyat uchinchi jumboq: birikmalar tarkibida uch valentli bo‘ladigan siyrak yer elementlarini kimyoviy elementlarning davriy sistemasida qanday joylashtirish kerak?

Bu savollarga javob topish asosan fiziklarga qoldi, ammo kimyogarlar ham mumkin bo‘lgan hamma imkoniyatlardan foydalandilar. Ular siyrak yer elementlarini bir qatorga (atom massalarining ortib borishi tartibida) to‘g‘ri joylashtirib, bu elementlarning sonini taxminiy aniqladilar.

1794-yilda Fin kimyogari Yu. Gadilon ittriyli "yer"ni, ya'ni, ittriy oksidini olishi bilan siyrak yer elementlarining tarixi boshlandi. Shuni ham aytish kerakki, birorta ham siyrak yer elementi dastlab metall holida olinmadi. Barchasi avvali "yer"-oksid holida olindi. Gadolinning "ittriyli yer"i, va 1803-yilda Bertselius, Xizinger va Klaprot kashf etgan "seriyli yer"lar individual kimyoviy birikma bo‘lmay, balki, bir necha siyrak yer elementlari osidlarining aralashmasidir. Bunday aralashmalar tarkibini ketma-ket tartibda ajratish siyrak yer elementlarining tarixinig aynan o‘zidir. Ammo xossalari juda o‘xshash bo‘lgan siyrak yer elementlarini ajratish nihoyatda murakkab jarayondir.

Ko‘gpgina siyrak yer elementlarining nomlanishi ularning kashf etilishi tarixi bilan bog‘liq. Masalan, "Ittriy" degan nom, birinchi siyrak yer elementi minerali topilgan kichkina shved qishlog‘i Itterbyu sharafiga qo‘yilgan. Gadoliniy esa, uni kashf etgan olim Gadolin nomi bilan atalgan. Disproziy esa, yunoncha "yetishish qiyin" degan ma'noni anglatadi; "samariy" esa, o‘zi ajratib olingan samarskit minerali nomidan; "lantan" - ynoncha "yashirin" degan so‘zdan olingan. Didim ("egizak") uzoq vaqtgacha mustaqil element hisoblandi. Lekin uning Neodim ("yangi egizak") va Prazeodim ("yashil egizak" -mineral tuzning rangiga ko‘ra) aralashmasi ekanligi keyinroq ma'lum bo‘ldi. Ayrim nomlar esa eografik tavsifga ega: Sakandiy - Skandinaviya sharafiga, Golmiy - Shvetsiya poytaxti Stokogolmning qadimiy nomi Golmia sharafiga; hamda, Lyutetsiy - Parijning qadimgi Rimliklar tilidagi nomi Usharafiga; Tuliy esa, go‘yo, yerning bir chekkasida joylashgan Tula davlati sharafiga qo‘yilgan. Birgina astronomik nom ham mavjud bo‘lib, u Seriydir. Seriy 1801-yilning 1-yanvarida Juzeppe Piassi tomoidan kashf qilingan, va o‘sha vaqtlarda Mars va Yupiter ralig‘idagi beshinchi sayyora siatisa qaralgan Serera karlik sayyorasining ochilishi munosabati bilan shunday atalgan. Afsonaviy yunon qahramoni Prometey sharafiga atalgan va sun'iy ravishda sintez qilingan Prometiy elementining joyi dastavval bo‘sh qoldiriglan edi. Siyrak yer elementlari bilan bir qatorda, neodim bilan samariy orasidagi ochiq joyda aynan prometiy joylashishi kerakligi Mozli qonuniga ko‘ra aniqlangan. Nils Bor, atomning elektron qobiqlari asosida tuzilishi qoidasi asosida so‘nggi siyrak yer elementi lyutetsy ekanligini (Z=71) isbot qildi. Aynan Bor ikkinchi jumboqqa ham javob topdi: lantanoidlar atomlarida, avval tugallanmagan N-pog‘ona 14 a 4f-elektronlari bilan to‘ladi. Tashqaridan uchinchi bo‘lgan bu pog‘onacha kimyoviy xossaga deyarli ta'sir qilmaydi. Shuning uchun ham lantanoidlar lantanga uda o‘xshash va skandiy hamda, ittriy bilan ko‘pgina umumiylikka ega. o‘z atom radiuslari qiymatiga ko‘ra, lantanoidlar qatorining ichkarisida joylashgan bu ikki element davriy sistemada lantanning haqiqiy kimyoviy analogidir. Uchinchi jumboq davriy sistemadagi lantanoidlarning joylashuvi borasidagi turli tortishuvlarga sabab bo‘lmoqda. Lantanoidlarni joylashtirishning umumiy qabul qilingan varianti (lantan bilan bir katakda joylashtirilishi) to‘g‘riroq bo‘ladi.
Siyrak yer elementlari hamma ma'lum elementlarning 1/6 qismini va Yer yuzidagi metallarning 1/4 qismini tashkil qiladi. Ammo ancha vaqtgacha bu elementlar kam ishlatildi. XX-asrning 60-70 yillarida vaziyat tubdan o‘zgardi. Hozir siyrak yer elementlarining ishlatilish sohasi juda keng. Toza siyrak yer elementlari (ularning ko‘pchiligini ikkinchi jahon urushidan keyin olishga muvaffaq bo‘lingan) o‘ziga xos noyob xususiyatlariga ko‘ra bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi. Bu esa, siyrak yer elementlarining tarixida navbatdagi ziddiyatlarga sabab bo‘ldi. Chunki, bungacha ular kimyoviy o‘xshashliklari boisidan uch valentli holatlarida bir xil deb hisoblanar edi.