Достался с трудом. «Труднодоступный» — перевод имени одного из элементов таблицы Менделеева. Речь о диспрозии.
Из редкоземельных веществ его открыли одним из последних в 1886-ом году. Лавры достались французскому химику Лекокому де Буабодрану.
Однако, он добыл лишь соединение диспрозия, работая с гольмиевой землей. В чистом виде металл получил еще один француз – Жорж Урбэн.
Это случилось в 1906-ом году. Диспрозий стал 12-ым из открытых редкоземельных, то есть, рассеянных и малораспространенных элементом.
Всего их 15. Почему вещество досталось ученым с таким трудом, и какое применение нашло, расскажем далее.
Свойства диспрозия
Диспрозий – химический элемент, выделенный из окиси тербия. Ее, соответственно, добыли из гольмиевой земли.
Гольмий – один из лантаноидов – тех самых редкоземельных веществ. Их открытия напоминали игру с матрешкой. Первым ученые обнаружили уран.
Это уже было сенсацией. Но, потом, из остатков реакции выделили еще один. В «отходах» обнаружилась еще пара. И так по цепочке.
Каждый последующий элемент давался труднее предыдущего, поскольку свойства лантаноидов схожи.
Для выделения каждого последующего приходилось придумывать новые методы, опирающиеся на особенности конкретного вещества.
Узнать эти особенности, когда и элемента-то официально еще нет, не просто. Вот и объяснение названия диспрозия.
Для начала, рассмотрим его свойства, характерные для всех лантаноидов. Их порядковые номера в таблице Менделеева от 57-го по 71-ый. Диспрозий занимает 66-ю позицию.
Кроме прометия все лантаноиды имеют стабильные изотопы. Это значит, что ядра природных атомов элементов группы не преобразуются спонтанно, как, к примеру, у радиоактивных веществ.
К последним, 66-ой элемент принадлежит лишь в виде искусственно созданных нуклидов. Таковых получено 12.
Это диспрозий в возбужденном состоянии. Искусственные изотопы стремятся к стабильности, выбрасывая уйму энергии. Такое состояние не способно длиться вечно.
Природных, стабильных разновидностей вещества 7.Они содержатся в ряде минералов, к примеру, монаците, лопарите, ксенотиме.
Из них и извлекают устойчивые нуклиды, которые, в свою очередь, служат основой для получения радиоактивных изотопов.
Исключая ядерные реакции, химическая активность лантаноидов зависит от заполнения 4f-подоболочки, то есть, четвертой электронной орбитали.
На ней начальные элементы группы имеют наибольшее число свободных мест. У последнего лютеция заняты все 14 позиций подоболочки, соответственно, вещество не активно.
Диспрозий располагается ближе к концу группы лантаноидов. На 4f-уровне 10 электронов.
То есть, химически 66-ой элемент малоактивен, образует некоторые галогениды, сульфиды. Не редкость и оксид диспрозия.
Из газов идут реакции с азотом, углеродом и водородом. Типичны соли 66-го элемента, к примеру, бромид диспрозия.
В концентрированных соляной и азотной кислотах металл, а диспрозий – именно металл, растворяется.
В других кислотах 66-ой элемент покрывается защитной пленкой. Это малорастворимые соли. Они защищают вещество от распада.
В физическом плане, диспрозий – серо-белый металл. Из ряда лантаноидов выделяется тугоплавкостью.
Вещество размягчается при 1400-от градусах Цельсия. Кроме тугоплавкости, 66-ой элемент отличается ферромагнитными свойствами.
Значит, металл может намагничиваться спонтанно, в отсутствии внешнего поля. Правда, для этого нужны низкие температуры, ниже Кюри.
Имеется в виду не конкретная цифра, а отметка, при которой резко меняются свойства симметрии вещества.
У диспрозия высокая плотность в 8,3 граммов на кубический сантиметр. То есть, металл тяжелый, но не рекордсмен.
Пальму первенства в таблице Менделеева держит осмий. Его плотность – 22 грамма на кубический сантиметр.
Правда, широкая публика, как правило, мало осведомлена об осмии. Чтобы понимать, о чем речь, приведем плотность золота – 19 граммов на кубический сантиметр.
Получается, диспрозий больше чем в два раза легче солнечного металла. Однако, это не уменьшает значимость 66-го элемента для науки и промышленности. Изучим рынок сбыта.
Применение диспрозия
Искусственные изотопы металла применяют в атомной энергетике. Там востребованы 161-ый и 164-ый нуклиды.
Они служат присадками, захватывающими нейтроны в стержнях реакторов. Материал требуется и для покрытия ядерных «топок» изнутри.
В реакторах, так же, есть стержни из карбида бора. Качества им добавляют добавки оксидов диспрозия.
Купить диспрозий стремятся и металлурги. Им элемент нужен для лигатуры. Так именуют добавки к основным компонентам сплавов, улучшающие их свойства.
Так, цирконий рядом с диспрозием лучше поддается обработке давлением. Лигатура позволяет прессовать из циркония прутки.
Элемент диспрозий способен раскислить, а сплавы цинка делает более прочными и тугоплавкими.
В сплавы с железом 66-ой металл добавляют из-за магнитострикционных свойств.
То есть, диспрозий позволяет продукции менять объем и линейные размеры, когда меняется состояние намагниченности.
Сплав 66-го вещества с феррумом деформируется лучше дуэта железа с тербием, поэтому, чаще встречается в мощных приводах для малых перемещений.
На основе сплавов 66-го элемента сделано и большинство термоэлектрических приборов.
Для них подойдет, к примеру, титанат диспрозия. Термоэлектрический эффект проявляется в местах стыковок полупроводников.
Проходя по ним, постоянный ток нагревает один спай, а другой, при этом, охлаждается.
Диспрозий подходит и в качестве люминофора. Свечение вещества исходит от металлогалогеновых ламп.
Они мощны, поэтому, применяются для освещения больших площадей, к примеру, уличных. Элемент, так же, добавляют в стекла-люминофоры.
Не обходится без редкоземельного металла и электроника. В частности, металл добавляют в экраны.
В медицине нужны микроволны, излучаемые диспрозием. С их помощью лечат кожную онкологию и борются с глазными недугами.
В общем, есть куда потратить запасы металла. Кстати, о них. Узнаем, сколько диспрозия имеем и как его добывают.
Добыча диспрозия
90% диспрозия добывают в КНР. Металл извлекают из минерального сырья. Из лантаноидов 66-ой элемент чуть ли не самый востребованный.
В недрах Китая сокрыты 50 000 тонн редкоземельных металлов. На диспрозий приходятся примерно 4 тонны.
Металл используется граммами и их сотыми частями. Поэтому, бить тревогу рано. Но, в 2011-ом, к примеру, в КНР добычу диспрозия временно приостановили.
Японцы и другие производители электроники моментально подняли цены на товары. Но, поговорим не о стоимости готовой продукции, а о запросах на сам 66-ой элемент.
Цена диспрозия
На диспрозий цена, как уже стало понятно, во многом зависит от политики КНР.
Если не говорить о йодите диспрозия и прочих соединениях металла, а брать его чистое состояние, за кило отдашь около 250-от долларов США.
Хотя, из того же Китая поступают предложения в районе 150-ти долларов при оптовых заказах.
Если же платить, к примеру, за оксид диспрозия, запросы продавцов снизятся до 20 долларов за 1000 граммов.
Зачастую, цены, вовсе, договорные. Товар специфический и договоренности о поставках заключаются путем переговоров, а не простого заказа на сайте.
