» » Общее понятие о группе редких металлов
04.02.2017

Определение общего признака, по которому известная группа элементов относится к так называемым «редким», вызывает затруднения, так как группа редких элементов включает большую часть элементов периодической системы Д.И. Менделеева (61 из 100).
Как видно из табл. 1, редкие элементы, оконтуренные квадратами, расположены в разных группах периодической системы и соответственно обладают разными свойствами. Ни по расположению в периодической системе элементов, ни по общности физико-химических свойств нельзя объединить эти элементы в единую группу.
Представление о том, что общим признаком редких элементов является их малая распространенность в природе, также не обосновано, как это видно из табл. 2, показывающей распространенность различных элементов в земной коре (в исследованной ее части — около 16 км глубины). Таблицы состава земной коры, первоначально составленные Кларком, были впоследствии значительно уточнены.
Большой вклад в дело изучения распространенности элементов в земной коре внесли советские ученые академики В.И. Вернадский, А.Е. Ферсман, А.П. Виноградов, В.Г. Хлопин и др.
Редкие металлы в табл. 2 подчеркнуты. Из данных таблицы видно, что большинство так называемых «редких металлов» имеет малое распространение в земной коре. Однако многие из них значительно более распространены, чем давно известные и хорошо освоенные в технике металлы. Так, титан занимает десятое место в ряду распространенности элементов. Содержание его в земной коре выше, чем содержание таких общеизвестных и широко распространенных элементов, как углерод, медь, никель и многие другие.
Общее понятие о группе редких металлов
Общее понятие о группе редких металлов
Общее понятие о группе редких металлов

Такие редкие металлы, как цирконий, ванадий, литий, бериллий, церий, которые сравнительно недавно начали применяться в технике, в земной коре содержатся в больших количествах, чем такие распространенные в технике металлы, как свинец, олово, ртуть, серебро.
Помимо представления о распространенности (процентном содержании в земной коре), необходимо учитывать также и степень рассеянности того или иного элемента, т. е. его способность накапливаться в рудных месторождениях.
Например, германий и галлий содержатся в земной коре в больших количествах, чем сурьма, серебро, висмут; элементы таллий и индий более распространены, чем золото и ртуть.
Однако галлий, индий, таллий и германий представляются нам значительно более редкими, чем ртуть, сурьма, золото и серебро, вследствие их неспособности или весьма ограниченной способности к образованию самостоятельных минералов и месторождений. Они рассеяны в виде изоморфной примеси в кристаллах других минералов.
Рассеянность, отсутствие концентрированных скоплений этих элементов задержали на долгое время их открытие, которое стало возможным только после разработки метода спектрального анализа, позволяющего обнаружить и количественно определить элементы, содержащиеся в весьма малых количествах.
Таким образом, малая распространенность в земной коре хотя и является характерной для большей части редких металлов, все же не служит общим признаком всей этой группы, как это иногда ошибочно считают.
Редкие металлы получили применение в технике значительно позже, чем другие металлы. Это обстоятельство и является наиболее общим признаком для всех редких металлов.
Таким образом, выделение группы редких металлов (или редких элементов) не является результатом какой-либо разряботанной научной классификации элементов, а сложилось исторически.
В группу «редких» вошли элементы, которые по ряду причин позже вступили в орбиту промышленного использования.
Одной из причин позднего технического освоения редких металлов служит то обстоятельство, что большинство из них было открыто относительно недавно в конце XVIII или в XIX в. (табл. 3).
Общее понятие о группе редких металлов

Помимо малой распространенности и рассеянности редких металлов, затруднивших и задержавших их открытие и техническое освоение, надо также учитывать и технологические трудности извлечения их из сырья.
Следует отметить, что большая часть металлов, применявшихся в самые древние эпохи (железо, золото, медь, олово, ртуть, свинец, серебро, мышьяк, сурьма), встречается в природе в самородном состоянии или образует химически неустойчивые соединения, из которых они легко восстанавливаются.
Легкость добычи этих металлов и послужила одной из причин их раннего технического освоения.
В табл. 4, составленной академиками В.И. Вернадским и А.Е. Ферсманом, показан рост использования различных химических элементов и их соединений в разные исторические эпохи. Из данных таблицы видно, что все металлы, отнесенные к группе так называемых «редких», начали осваиваться промышленностью не ранее XIX столетия.
Общее понятие о группе редких металлов