Page 324 - Основы_химии

316 Д О П О Л Н Е Н И Я К Г Л А В Е X V I I . [462

уран, торий, свинец и, как и некоторые вышеназванные минералы, также гелий. Кроме
того редкие земли в небольших количествах встречаются во многих минералах: в апа­
тите, стронцианите и серпентине, в копролитах, в золе табака и костей, также в человече­
ской моче (Косса). Когда Ауэр показал, что смесь окисей тория и церия выгодно приме­
няется в газокалилыгых лампах для освещения, стали получать и различать редкие
земли и для добычи их нашли источник в виде сравнительно больших залежей мона-
иита, найденных в Бразилии и Северной Каролине (Idaho), что послужило к возможности
за последнее время расширить изучение редких земель. В спектре солнца найдены
линии: Y, Er и La, а может-быть и Се. В некоторых звездах находится Sc.
А т о м н ы й с о с т а в р е д к и х з е м е л ь . До конца 60-х годов существовало
мнение, что редкие земли, обладающие ясными основными свойствами (это относится
главным образом к известным в то время землям: окиси лантана, гидрату закиси церия,
окисям иттрия, эрбия и дидима), образуют соединения формы ДО, как у окислов щелочно­
земельных металлов. Высшему окислу церия'придавали при этом формулу Се 8 0 4 , подобно-
соединепиям Mn s 0 4 и Fe„0 4 . Судя по аналогиям и формам ДО, элементам редких земель
приписывали следующие атомные веса: Y = 61,7, Се.= 92, La = 90 — 94, Di = 95, Er =
= 112,7, т.-е. их считали двувалентными по отношению к Н. Мендмеев (1870), после
установления своей периодической системы, заметил, что элементы редких земель не
подходят под общее начало при допущении вышеуказанных атомных весов и что, рас­
сматривая высший окисел церия, как соединение двух окисей: Се0Се 2 0 8 , должно счи­
таться с тем, что одна из признаваемых окисей, а именно Се а О, и соответствующие ей
соли не получаются. Так как количество кислорода в двух известных окислах церия
(СеО и Се,0 4 при Се = 92) входит в отношении 3:4, то Менделеев предложил для обеих
окисей формулы Се 2 0 8 и Се 2 0 4 или Се0 2 . В таком случае утроенный эквивалент по отно­
шению к 11, 40 X 3 = 138, должен составлять истинный атомный вес церия, и тогда эле­
мент этот находит место в I V группе и в 8 ряду; свойства этого элемента и его соеди­
нений оказались отвечающими такому месту его среди других элементов.
Менделеев даже предвидел более высокий атомный вес, около 140, для чистого
церия, равно как и существование CeF 4; позднейшие исследования Браунера доказали
вполне эти предсказания. Менделеев определил при этом теплоемкость металлического
церия и нашел, что она равна 0,05; это число, будучи умножено на новый атомный вес,
равно 6,9, т.-е. очень близко к нормальной атомной теплоемкости. Гиллебранд (1876)
сделал новые определения и нашел 0,0448, что дает атомную теплоемкость 6,3. Что
касается дидима и лантана, Менделеев не мог притти к окончательному решению
об их атомных весах, так как в его систему можно было без натяжки поместить в I I I группу
(окись состава Д 2 0,) только о д и н элемент с атомным весом около 140. Поэтому он для
состава окиси одного из названных металлов считал возможным принять формулу Д а 0 3 ,
а для другого Д 0 2 . Впоследствии для обоих металлов Менделеев принял состав окиси
и поместил в свою систему, рядом с Се, только лантан. Для мало исследованных
Д 2 0 8
(в 1870 г.) элементов Y и Er Менделеев принял атомные веса: Y = 88 и Er = около 178
и места I I I — 6 и III—10. Из работ Елеве и Геглунда (1875) об иттрии и эрбии, работы
Клеве (1874) об иттрии, эрбии, дидиме и лантане, Полина (1875) о церии и Гиллебранда
(1876) о теплоемкости Ce, La и Di — оказалось: для лантана атомный вес La = 138 —139
и формула окиси La 2 0 8 , а для дидима Di=144, при составе окиси Di 2 0 8 .
Позднее Марйпьяк, Клеве, Нильсон, Крюсс, Браунер и их ученики, Джонс
фон Шееле, Бенедикс, Мутман и его ученики, Коппель и др. исследовали соединения
элементов редких земель, и их исследования еще более доказали правильность взгляда Менде­
леева, так что состав главных основных окислов или земель выражают ныне всегда формулой
Д 2 0,. Таким образом для элементов редких земель принята одна общая главная форма ДА 8 .
Для существующих при этом вьісших окисей Се, Рг и Nd принимают форму Д 2 0 4 , т.-е.
считают их за соединения формы ДА" 4. Хотя плотность паров ни одного соединения редко­
земельных металлов до сих пор (по нелетучести) неизвестна, но кроме определения тепло­
емкости металлического церия, лантана и дидима, или, точнее, смеси Рг и Nd, получены
и другие физические данные, необходимые для суждения об атомном составе соединений
описываемых элементов.
По температуре кипения растворов (гл. V I I , законы Рауля и Вант-Гоффа) была
утверждена правильность молекулярного состава СеС1 8 (Мутман), РгС1 8 (Браунер) и
NdCIj (Матиньон), а об атомных весах остальных элементов редких земель приходилось
до сих пор судить только по аналогиям, которые можно вывести, изучая состав соответ­
ствующих солей, при чем должно упомянуть о солях хлористоводородной, серной, азотной
и т. д. кислот — но работам Клеве, о двойных платиновых соединениях — по Нильсону,
о двойных сернокислых солях церия (Браунер), и о подобных же соединениях кислых
сернокислых солей (Браунер) *).

*) при таких выводах «по аналогиям, следует соблюдать большую осторожность, так как легко сде­
лать ложный вывод. Так, напр., пока атомный вес бериллия к а з а л с я еще сомвительным. Шлъсоп и Петер­
сон, в доказательство того, что атомный вес Be = 13,«, а окись его имеет вид В е 2 0 8 , приводили аналогичность
состава многих солей окиси бериллия и глинозема. Теперь вполне известно, что это к а ж у щ е е с я подобие
происходит от того, что бериллий образует переход от 11 к 111 группе.