Таблица Менделеева. Элементы уже близко

Третий компонент терфенола-D, лантаноид диспрозий, стал ещё одним химическим элементом, который удалось открыть с помощью метода спектроскопии. Так уж получается, что изобретение нового метода или лабораторного устройства позволяло раз за разом находить похожие друг на друга объекты. Так, обнаружение инертных газов было бы невозможно без сосуда Дьюара, трансурановые элементы стали появляться один за другим благодаря созданию атомных реакторов и радиохимии, ну а лантаноиды обязаны своим открытием спектроскопу Бунзена и Кирхгофа.

В 1886 году Эмиль Лекок де Буабодран, уже открывший к тому времени галлий и выделивший самарий из минерала самарскита, смог получить чистый оксид диспрозия, выделив его из оксида гольмия с помощью дробной кристаллизации, повторяя процедуры осаждения и растворения фракций около 50 раз, каждый раз проверяя осадок на чистоту с помощью спектроскопии. Когда, наконец, чистый оксид нового элемента был выделен, де Буабодран назвал элемент диспрозием – от греческого «диспрозитос» – трудно получить. Металлический диспрозий в 1906 году получил соотечественник Буабодрана Жорж Урбэн.

Близкие химические свойства лантаноидов затрудняли (как, впрочем, и затрудняют сейчас) их выделение и разделение, и можно было бы подумать, что и области применения этих металлов будут близки (хотя и такое есть – например, мишметалл). Однако практическое применение соединений того или иного элемента зависит от их свойств, зачастую магнитных или электронных, а эти свойства определяются числом электронов, которое для каждого лантаноида своё, а значит, каждый из этих внешне одинаковых элементов может решать «свою персональную» задачу.

Так происходит и с диспрозием – йодид диспрозия совместно с йодидом цезия и бромидом ртути применяется в осветительных металлогалогеновых лампах. Это газоразрядные лампы, в которых основным источником света является йодид диспрозия, излучающий в широком диапазоне частот, что приближает излучаемый свет по свойствам к дневному солнечному свету, йодид цезия «калибрует» излучение диспрозия, заставляя лампу светить более тёплым или более холодным светом, а бромид ртути замедляет коррозию металлических электродов лампы. Первоначально такие источники света применялись в киностудиях, где с их помощью можно было задать нужную «температуру цвета» при съёмках, но сейчас металлогалогеновые лампы светят в автомобильных фарах и обычных квартирных светильниках.

Диспрозий, как и другие лантаноиды, отличается большим количеством неспаренных электронов, что придаёт металлу и его ионам высокую магнитную восприимчивость, позволяющую применять их в устройствах для записи информации. Диспрозий используется в дозиметрах для измерения ионизирующего излучения. Для этого кристаллы сульфата кальция или фторида кальция легируются диспрозием. При воздействии излучения на легированные кристаллы атомы диспрозия возбуждаются и начинают люминесцировать, а интенсивность люминесценции указывает на интенсивность ионизирующего излучения.

67. Гольмий

Электрические и магнитные поля очень похожи. Уравнения электрического и магнитного поля, установленные Дж. Максвеллом для обоих полей, отличаются одинаковой формой. Однако между электричеством и магнетизмом имеется большое различие. Существуют частицы – носители положительных и отрицательных зарядов, они создают в окружающем пространстве электрическое поле.

А вот магнитные заряды, ни положительные, ни отрицательные, никогда не наблюдались по отдельности – магнит всегда имеет два равных по величине полюса на двух своих концах – положительный и отрицательный, и магнитное поле вокруг него есть результат действия обоих полюсов. Тем не менее законы физики допускают существование частиц с одним магнитным полюсом – магнитных монополей – и дают для них определённые уравнения поля и уравнения движения, и физики до сих пор продолжают поиск магнитного монополя. Подтверждение существования такой частицы, предсказанной лауреатом Нобелевской премии по физике 1933 года Полем Дираком, значительно укрепило бы позиции единой физической теории пространства – времени, материи и поля. Направлений поиска магнитных монополей много, и на одно из этих направлений указывает серебристо-серый металл – гольмий.