Таблица Менделеева. Элементы уже близко

Если не считать применения в пиротехнических составах, практических областей применения у стронция немного – карбонат стронция можно было найти в кинескопах телевизоров с электронно-лучевыми трубками, из ферритов стронция можно изготавливать постоянные магниты, а металлический стронций применяют в получении урана. Один из нуклидов стронция – радиоактивный ⁹⁰Sr имеет дурную репутацию. Период полураспада этого атома составляет 29 лет, и он относится к тем радионуклидам, которые особенно опасны для человека (радиоактивные атомы с большими периодами полураспада дают малоинтенсивное излучение, которое не опасно для живых организмов, короткий период полураспада способствует быстрому разрушению радиоактивных частиц, а вот нуклиды, период полураспада которых соотносим со временем жизни человека, наиболее опасны). Образовавшийся в результате ядерных испытаний с 1945 по 1970-е годы, ⁹⁰Sr по системе пищевых цепей: трава – домашние травоядные – молочные продукты попадал в организм людей, и уже исследования 1950-х годов нашли этот радионуклид в молочных зубах. Стронций может накапливаться и в костях, и если стабильные изотопы стронция заживляют сломанную кость без последствий, применяются в лечении остеопороза, то внедрение в костную ткань ⁹⁰Sr обеспечивает человека «внутренним» источником радиоактивного излучения, что, конечно, печально. В 1986 году после аварии на Чернобыльской АЭС в окружающую среду попало значительное количество ⁹⁰Sr.

У стронция есть и ещё одно интересное применение – измерение изотопного состава стронция, накопленного в костях, и информация о том, что в растительной пище содержание стронция выше, чем в пище животного происхождения, позволяет антропологам и археологам делать выводы об особенностях питания наших предков. Например, в 2014 году австрийские антропологи, определив соотношение кальция и стронция в костях гладиаторов, предположили, что труженики арены, крови и песка были вегетарианцами, потреблявшими только ячмень, бобы и сушёные фрукты (PLoS ONE, 2014, 9(10): e110489). Впрочем, если подумать, что добровольный переход к вегетарианству мода сравнительно новая, а вот вынужденных вегетарианцев, просто не имевших возможности потреблять пищу животного происхождения, во все века человечества было много, предположение кажется не таким уж и нелепым. Не факт, что ланисты гладиаторских школ считали необходимым часто кормить свою собственность мясом.

39. Иттрий

Ещё три десятка лет назад даже немногие химики могли рассказать что-то интересное про иттрий. Глядя на Периодическую систему, можно было сказать, что иттрий находится в побочной подгруппе третьей группы между скандием и лантаном. Кто-то мог вспомнить, что иттрий наряду с иттербием, эрбием и тербием назван в честь небольшого шведского города Иттербю, в окрестностях которого была обнаружена руда иттербит (помимо прочего из неё выделили скандий, о чем речь шла выше).

Кто-то мог припомнить историю открытия иттрия – то, как финский химик Юхан Гадолин выделил из иттербита оксид элемента, который, как показал позже Карл Мосандер, являлся смесью оксидов иттрия, эрбия и тербия. Металлический иттрий, содержащий примеси эрбия, тербия и других лантаноидов, впервые был получен в 1828 году Фридрихом Велером. Близость свойств и истекающая из этого сложность разделения редкоземельных элементов и была причиной того, что долгое время эти элементы практически не привлекали внимания учёных.

Ситуация изменилась в 1986 году, когда работавшие в IBM Георг Бердноц и Карл Мюллер обнаружили, что оксид лантана-бария-меди (La_5−xCu₅O_5(3−y)) становится сверхпроводимым при рекордно высокой температуре – 35 Кельвинах (Z. Phys. B., 1986, 64 (1): 189–193). Говоря проще, при –238 °C электрическое сопротивление образца пропадало. В 1987 году Бердноц и Мюллер получили за своё открытие Нобелевскую премию по физике, что простимулировало других ученых искать другие высокотемпературные сверхпроводники среди соединений других лантаноидов.

В 1987 году Мо-Куен Ву и Пол Чу, объединив усилия своих исследовательских групп из Университетов Алабамы и Хьюстона, выяснили, что оксид иттрия-бария-меди (YBa₂Cu₃O₇, часто его упоминают просто как YBCO) становится сверхпроводимым ещё при более высокой температуре – 95 Кельвинах (–178 °C) (Physical Review Letters., 1987, 58 (9): 908–910).

С общежитейской точки зрения и –238°C, и –178°C сложно назвать высокими температурами, однако открытие Ву и Чу означало, что для поддержания сверхпроводящего состояния YBCO достаточно охлаждать его жидким азотом, в то время как для перевода оксида лантана-бария-меди в сверхпроводящее состояние нужно было охлаждать его более дорогим жидкими гелием. Конечно, главная цель всех исследователей, занимающихся поиском сверхпроводящих материалов, – вещество, которое сохраняло бы сверхпроводящее состояние хотя бы при комнатной температуре, но пока эта цель недостижима.