Странные металлы

Сделаем так, как поступают исследователи. Чтобы выяснить свойства и возможности различных веществ, ученые разделяют их на условные группы по общим признакам.

Тогда в первую группу редких металлов попадут легирующие и тугоплавкие: титан, цирконий, ванадий, ниобий, тантал, вольфрам, молибден, кобальт.

Вторая группа представлена легкими металлами: литием, рубидием, цезием, галлием и др.

К редким металлам можно, отнести также цветные - кадмий, ртуть, висмут, благородные - золото, серебро, платину и радиоактивные, например уран, радий, торий.

Есть большая группа рассеянных металлов и еще большее "семейство" редкоземельных. Некоторые из них нам хорошо знакомы, другие меньше, а третьи почти неизвестны.

С древности известны драгоценные камни изумруд и циркон. Однако лишь недавно узнали, что в состав этих природных драгоценностей входят серебристо-серые металлы - бериллий и цирконий. Бериллий тверже стали и почти в два раза легче алюминия. А цирконий очень тугоплавок - "потечет" только при 1900°С. Ясно: у таких металлов большое будущее. Тем более циркония в земных породах в общем-то не меньше, чем меди.

По имени фантастической царицы эльфов Титании назван металл, ставший сенсацией 50-х годов нашего столетия. А ведь впервые о нем узнал еще в 1797 году немецкий химик М. Клапрот. Легкость, тугоплавкость, стойкость в воздухе и воде и прекрасная податливость при обработке создали славу титану. Он незаменим в современном ракето- и самолетостроении.

Ванадий и тантал открыли в 1801 году. Первый в течение двадцати девяти лет называли эритронием, пока не открыли заново. Второй родился Колумбией, через год стал танталом, а в 1844 году немецкий химик Г. Розе сумел выделить из него другой металл - ниобий. Впрочем, до последних лет в США тантал упорно продолжали называть Колумбией.

Чистый тантал и ниобий удалось получить только в начале нашего века. Притом ниобий, считавшийся раньше ненужной примесью при добыче тантала, стал главным в этой паре.

В обычных условиях оба металла ничем не примечательны, зато в необычных - богатыри. Их используют и в атомной энергетике, и в электронике, и в химической промышленности. Это, как известно, отрасли промышленности, которым принадлежит будущее.

О вольфраме узнали в 1781 году. Сумели выплавить в чистом виде спустя 69 лет. Почти 3500°С - такова температура плавления вольфрама. В этом его великое достоинство. Теперь он используется не только в нитях накала лампочек, но и в лазерных установках.

Известно ли вам, что у греков слово "молибдос" означает "свинец"? Действительно, рудный минерал молибденит во многом подстать ему - серый и мягкий. А вот сам металл иной. Тайна крепости гибких самурайских мечей заключена именно в нем. Раскрыл ее русский металлург И. П. Аносов.

Молибден необходим и для изготовления прочнейшей брони к атомным реакторам, и как средство дезинфекции, и для окраски тонкой ткани. В начале века его добыча измерялась десятками тонн, теперь - десятками тысяч. Разве это не свидетельство, что и он быстро входит в будущее?

Давно известен и кобальт. Его пытались выплавлять еще средневековые рудокопы. Только металл сразу превращался в окисел. Кобальт был подобен неуловимому горному духу, именем мифического духа он и назван. Кобальт есть в медистых песчаниках, в медно-никелевых и железорудных месторождениях.

А в народном хозяйстве его используют в сверхтвердых сплавах, красках и эмалях; даже чернила не обходятся без соединений кобальта.

Среди легких металлов есть "недотроги" вроде цезия. Стоит взять в руки, начнет плавиться. Опустить в воду - взорвется. На воздухе вспыхнет. И все-таки "недотрога" очень нужен людям. Например, для интроскопов, просвечивающих непрозрачные тела. Чуть-чуть покрепче рубидий. Весьма странный металл галлий: плавится в руке, а чтобы закипеть, требует температуры больше 2 000°С. Галлий - первый из химических элементов, открытие которых было предсказано великим русским химиком Д. И. Менделеевым.

Редкими можно назвать и некоторые цветные металлы. Это золото, серебро и платина. Это прячущийся в цинковой руде кадмий. Недаром греческое слово "кадмейа" в переводе на русский значит руда цинка. Это и ртуть - жидкость, литр которой весит больше 13 килограммов. Если вода замерзает при 0°С, то ртуть становится твердой при морозе свыше 40°С. Ее добывают с глубокой древности. Больше двух тысяч лет существует испанский рудник Альмаден. Очень давно ртуть используют и в нашей стране. В Ферганской долине древние мастера разрабатывали рудник Хайдаркен. В XIX веке приступили к добыче жидкого металла на Никитовском месторождении в Донбассе. Спустились туда поглубже и... увидели каменные молотки предков-горняков. Серебристая ртуть необходима медикам, химикам, приборостроителям. Она нужна даже при изготовлении войлока. Ее основная руда - киноварь - совсем другого цвета, красная. Встречаются в недрах и тяжелые капельки чистой ртути.

В виде самородков иногда находят также висмут. Название происходит от древнего немецкого словосочетания "белый металл". Плавится висмут при температуре 271°С. Однако в соединении с оловом и свинцом готов растаять и под лучами солнца. В этом ценность висмутовых сплавов, хороших автоматических сторожей в приборах, где нужна сигнализация о повышении температуры. Висмут добывают попутно из свинцовых, медных и других руд.

О радиоактивных уране, радии и тории слышали многие. На ВДНХ СССР в павильоне "Атомная энергия" были выставлены огромная глыба угля и рядом крохотный кусочек урана. Дело в том, что по количеству выделяемой энергии один грамм топливного металла равен трем тоннам угля. Мечтать о таком раньше и не приходилось. Радиоактивные маленькие батарейки могут обеспечить работу точных механизмов на многие годы. А ядерные излучения стали лучшим средством исследования невидимых процессов, происходящих в окружающем нас мире.

История открытия и перспективы использования попутчиков основных руд таили и Таят в себе немало парадоксальных находок. Здесь для молодых исследователей пути поисков неограниченны. Тем более, если заинтересоваться РЗЭ.