Таинственность очевидного - Новиков Энергий Алексеевич
С этим металлом знаком каждый. Кто не видел нить накаливания электролампы? Она из вольфрама. Лазерные аппараты видели пока немногие. И там необходим вольфрам.
Двуединые
Сын всемогущего Зевса, царь фригийский Тантал был любимцем богов. Хитрый и коварный, он решил проверить, так ли боги всевидящи, как об этом говорят. И вот на пиру он приказал подать им блюдо, приготовленное из тела убитого своего любимого сына Пелопса. Боги не притронулись к пище. Разгневанные, они обрекли Тантала на мучения в преисподней. Стоит он там по горло в воде, у самых губ его плещется она — чистая, прозрачная, чуть наклониться и… Но нет! Не может утолить жажду бывший любимец богов. Вода в миг исчезает, а потом снова появляется. И так все время. Он обречен на «танталовы муки». Именно за эти муки и назвал шведский химик А. Экеберг открытый им элемент — танталом. Ведь его окисел был тоже осужден на «неутолимую жажду». Он не растворялся в кислотах. К тому же долго не находил настоящего признания. И началось это с того, что открытие Экеберга опоздало.
Годом раньше, в 1801 году, английский химик Ч. Хат-чет обнаружил в минерале, найденном в Колумбии, дотоле неизвестный элемент и дал ему имя «Колумбии».
Ученые и не подозревали, что открыли одно и то же. Более 40 лет существовал двуликий элемент. Лишь в 1844 году немецкому химику Г. Розе удалось доказать, что в обоих случаях речь шла действительно о двух разных, но находящихся в смеси, металлах.
Старый элемент «тантал» и новый «Колумбии» содержали в себе попутчика. Ниобий — такое имя дал ему Г. Розе в честь дочери Тантала Ниобы.
Чистый тантал удалось получить лишь в 1903 году немецкому химику В. Больтону. Но на этом «танталовы муки» открытых металлов не закончились. В США до последних лет ниобий упорно называли и называют колумбием, его вообще долго не хотели признавать ценным и выбрасывали как вредную примесь руды. В чем дело?. Просто люди слишком мало знали о редких металлах. Только в последние годы сумели оценить их. На первый взгляд, оба металла ничем не примечательны. Ниобий — светло-серый. Тантал — чуть темнее, с синеватым оттенком. В обычных условиях они не выделяются среди других, зато в необычных ― это богатыри. И основной — ниобий. Тот самый, который еще в 30-х годах считался ненужной примесью танталовой руды.
Кому и где они так необходимы? Первое — в атомной энергетике. И прежде всего здесь нужен ниобий. Он тугоплавок, почти не изменяет своих первоначальных свойств при высоких температурах, а главное поглощает очень мало излучаемых частиц — нейтронов. Второе — в химической промышленности. Третье — в электронике, в фотографии, даже при изготовлении перьев для авторучек.
А где найти такие металлы? Ведь они редкие. Чаще всего их ищут в гранитных пегматитах и в россыпях, возникших от разрушения этих пород. Тантал и ниобий прячутся также в известняковых образованиях.
Энергетические элементы
Кто не знает английскую соль? Очень горькая, широко используется как слабительное средство. Впервые с ней познакомились в конце XVI века, когда стали выпаривать воду, вытекающую из недр вблизи города Эпсом. Английская соль была похожа на порошок, который в древности получали, прокаливая куски породы, близ греческого города Магнессии. Поэтому ей и дали такое имя — магнезия. А металл, найденный в этой соли, назвали магнием. Он серебристо-белый, очень легкий. Легче алюминия в 1,5 раза. И хотя плавится при температуре 651 °C, но может гореть лучше любых дров. Стали его применять там, где нужна яркая вспышка: в ракетах, в фотоделе, в зажигательных бомбах. В его свете можно загорать: выделяет ультрафиолетовые лучи. Магний хорош в легких сплавах, а они нужны повсюду.
Немало этого металла на Земле. В морской воде, в ископаемых солях, в осадочных породах — магнезитах и доломитах. Поэтому о самых больших его месторождениях говорить не приходится. В любом соленом море или озере можно добывать этот горючий металл.
Подобно магнию, и другой очень легкий металл встречается повсюду. Он есть в живых организмах, в растениях, в горных породах. В гранитных пегматитах минералы, содержащие литий, составляют иногда 1/4 часть всего массива. Но в отличие от магния литий причисляют к редким металлам. Добавим: он мягче воска, легче щепки, горит, как спичка. И вот представьте: именно такому мягкому, неустойчивому металлу дали имя, обозначающее в переводе с греческого «камень». Так назвал его шведский химик А. Арфедсон в 1817 году. Впрочем, ученый не догадывался, как будет выглядеть его открытие. Не знал он и об удивительных свойствах лития.
В 1855 году замечательному экспериментатору Р. Бунзену удалось получить из расплавленных хлоридов чистый металлический литий. Ему помог новый метод электролиза. И, конечно, чистый «камень» удивил Бунзена. Не понимали его странных свойств и другие исследователи. Кому нужен такой слабый металл? Металлургам — нет. Станкостроителям, автомобилестроителям — нет. Может быть, поэтому вплоть до 40-х годов нашего столетия литий оставался беспризорным. И вдруг обнаружилось, что он необходим всему человечеству. Производство термоядерной энергии тесно связано с литием, а она — энергия будущего.
Разве не мечта любого шофера получить вместо множества сортов смазки одну, универсальную? Вместо тяжелых бензиновых баков — капельку «высококалорийного» литиевого топлива. В металлургии этот элемент выполняет роль санитара-дегазатора. Поглощает вредные газы, которые ухудшают структуру металла. Литиевая эмаль — идеальное покрытие. Ее можно наносить на поверхность так же легко, как и краску. В телевизионных трубках, в рефлекторах, в прекрасных по качеству оптических стеклах — опять необходим литий. В наших домах может конденсировать воздух, в холодильниках поглощает влагу. А кому не памятен стук мела по школьной доске? Лишний, отвлекающий внимание. Ничтожная добавка металла в краску, покрывающую поверхность доски, и она станет «глухой». Стук исчезнет.
Сейчас мягкий литий «встает на твердые ноги». Приступают к широкой добыче и подчас совсем необычной. Его начинают усиленно добывать из… рассолов озер. Так, в Соединенных Штатах Америки, в Калифорнии, выкачивают из озера Сёрлс. Добывают литий и из пегматитов.
А теперь коротко о самом известном металле-топливе. В отличие от магния и лития, «зажечь» уран непросто. Но если он «загорится», то каждый грамм его вполне заменит три тонны угля. В истории названий он не новичок. Достаточно вспомнить, что в древних мифах присутствует бог неба — Уран.
Науке давно известен. Еще в первой половине прошлого века французский химик Э. М. Пелиго сумел получить металлический уран. Его соотечественник А. Беккерель в 1896 году именно в уране впервые открыл радиоактивные свойства. Об энергетической силе урана сегодня знает каждый школьник.
Известных месторождений этого металла в недрах немного. Но он присутствует в виде примеси в магматических и осадочных породах, даже в песке и угле. Уран есть и в соленых водах морей. К сожалению, повсюду в очень небольших количествах, как говорят, в рассеянном виде. И главная задача исследователей — найти лучшие способы извлечения его из недр планеты.
Рассеянные и необычные
Напрасно искать их клады. Они распылены среди горных пород. Поэтому и называют эти металлы рассеянными. Есть среди них недотроги. Вроде цезия. Стоит взять в руки — начнет плавиться. Положить в воду — взорвется. На воздухе — мгновенно воспламенится. И все-таки этот недотрога очень нужен людям. Например, для приборов — интроскопов, просвечивающих оптически непрозрачные тела.
Почти такими же свойствами обладает его собрат — рубидий. Недалеко от них ушел и галлий. Правда, он странный металл: плавится в руках, а чтобы закипеть, требует температуры больше 2000 °C. Это первый химический элемент, который был открыт по предсказанию великого русского химика Д. И. Менделеева.
Рений — среди рассеянных металлов принадлежит к тяжеловесам и не поддающимся плавлению при температуре даже более 3000 °C. Он очень похож на платину и необходим для изготовления электронных приборов, а его сплавы используют в авиационной и космической технике.
