«Редкие земли» - совсем не редкие

Название «редкоземельные элементы» или «редкие земли» исторически сложилось в конце 18 начале 19 веков, когда открытые элементы, которые в настоящее время относятся к группе лантаноидов, а также скандий и иттрий, крайне редко встречались в земной коре по сравнению, например, с железом, медью, свинцом, серебром или золотом, известными с древнейших времён. Термином «земля», как перевод с латыни слова «terrare», геологи и химики тех времён обозначали любые рыхлые, то есть землистые горные породы, а название «редкая земля» первоначально применялось для описания почти всех неизученных, неизвестных природных оксидов. Примерно в то же время термин начали использовать для обозначения самих элементов, а также группы элементов, которые с большим трудом можно было отделить друг от друга

Оксиды редкоземельных элементов. По часовой стрелке от центрального первого: празеодим, церий, лантан, неодим, самарий, гадолиний. Фото: взято из en.wikipedia.org

Начало изучению этой группы элементов было положено в 1794 году, когда финский химик Юхан Гадолин, исследуя необычные образцы горных пород, найденные вблизи местечка Иттербю на шведском острове Ресарё, обнаружил неизвестную до того «редкую землю», которую назвал по месту находки иттриевой. Позже в честь этой деревни были названы редкоземельные элементы иттрий, тербий, эрбий и иттербий, а минерал, который содержал в себе неизвестные науке элементы, назвали гадолинит, отдавая дань уважения первооткрывателю первой редкой земли. В настоящее время это общее название группы минералов, так как любой образец гадолинита обычно содержит примеси других редкоземельных элементов, но исторически название «гадолинит» относится к иттриевому гадолиниту (гадолинит-Y) с формулой Y₂Fe²⁺Be₂Si₂O₁₀, из которого учёный выделил оксид иттрия. Исследуя гадолинит, Юхан Гадолин упустил возможность открыть ещё один элемент – бериллий, спутав его с алюминием.

Гадолинит, Y₂Fe²⁺Be₂Si₂O₁₀, остров Хидра (Хиттерео), Норвегия, размер кристалла 5,3 х 4,8 х 1,9 см. Фото: взято из en.wikipedia.org

Позже немецкий химик Мартин Клапрот продолжил исследование необычных образцов из Иттербю. Он разделил их на две «земли», оставив для одной имя, предложенное Гадолиным - иттриевая, а другую назвал цериевая, в честь открытой в 1801 году малой планеты Церера. Ещё через некоторое время уже шведский учёный Карл Мосандер выделил из тех же образцов ещё несколько «земель». Все они оказались оксидами новых элементов, получивших название редкоземельных. Ввиду сложности разделения оксидов, ложные объявления об открытии новых редкоземельных элементов исчислялись десятками. Процесс стабилизировался только к началу 20 века, когда химики обнаружили и идентифицировали всего 16 таких элементов. Все они заняли свои места в таблице Менделеева: 21 - скандий, 39 - иттрий и от 57 - лантан, до 71- лютеций, кроме 61 – прометия, который находится в природе в исчезающе малых количествах и не мог быть открыт аналитическим способом, несмотря на усилия многих исследователей. И только в 1945 году американские химики выделили прометий из продуктов деления урана. Таким образом, прометий стал 17-м членом этого семейства элементов.

Редкоземельные элементы. Фото: взято из en.wikipedia.org

В настоящее время устоявшееся словосочетание «редкоземельные    элементы» достаточно условно. Такое название – дань традиции, оно сохранилось в геологии и химии в таких терминах как «кремнезём», «глинозём», «краснозём», «щёлочноземельные металлы» и др.

Среднее содержание редких земель в земной‏ коре составляет‏ 100 грамм‏ на‏ тонну породы и по суммарной распространённости они превосходят свинец в 10 раз, молибден — в 50 раз, вольфрам — в 165 раз. Они обнаружены во всех типах метеоритов, но промышленных концентраций не образуют.

Сегодня редкоземельные элементы присутствуют почти в каждом современном изделии — смартфонах, лазерных установках, чипах компьютерной памяти, телевизорах, аккумуляторах, каталитических конвертерах, магнитах и многих других приборах. Поэтому их добыча и производство для развитых стран имеет стратегическое значение.

По запасам редких земель Россия в настоящее время занимает второе место после Китая. Крупнейшее в мире комплексное месторождение редкоземельных и редких руд, Томтор, открытое в 1977 году, находится в Якутии.