В 1794 г. Юхан Гадолин (1760—1852) (в честь него назван элемент гадоли­ний) из университета города Або в Финляндии выделил из редкого мине­рала (теперь он именуется гадолинитом), найденного в местечке Иттербю близ Стокгольма, новую землю, кото­рую назвал иттриевой. В 1803 г. из дру­гого минерала Якоб Берцелиус и Виль­гельм Хизингер, а также Мартин Клапрот (независимо от первых двух) получили цериевую землю, назван­ную по имени малой планеты Цереры, открытой незадолго до этого.

Потребовалось ещё несколько де­сятилетий, чтобы доказать, что эти земли неоднородны, т. е. не являют­ся индивидуальными соединениями. Так, в 1839—1841 гг. шведский химик Карл Густав Мосандер (1797—1858) выделил из цериевой земли две но­вые — лантановую (от греч. «лантано» — «скрываюсь») и дидимовую (от греч. «дидимаон» — «близнецы»).

Лантаниды относят к редким эле­ментам: их содержание в земной коре не превышает по массе 0,01%. Однако 0,01% — не так уж мало. Например, атомов церия — наиболее распространённого из лантанидов — в природе содержится в пять раз больше, чем атомов свинца, а ту­лия — самого редкого из членов это­го семейства — больше, чем иода. Единственное исключение — про­метий, у которого нет стабильных изотопов, и потому он в природе практически не встречается.

В литературе нередко использует­ся также термин редкоземельные эле­менты. Под ним понимают группу из 17 элементов, включающую трёх представителей побочной подгруппы третьей группы — скандий Sc, иттрий Y, лантан La и 14 лантанидов (общий символ — Ln). Термин этот историче­ский. Раньше землями называли туго­плавкие оксиды многих элементов (магния, кальция, бария, алюминия и др.). Название «редкие земли» закре­пилось первоначально за оксидами иттрия и церия, а затем было распро­странено и на другие близкие по свойствам элементы.

Один из важнейших минера­лов лантанидов — монацит (Y, La, Ln)PO₄ — содержит сразу все или почти все лантаниды, но в разном со­отношении, а также иттрий и лантан. Название минерала происходит от греческого «моназо» — «уединяюсь», «обособляюсь», ведь монацит встреча­ется обычно в виде отдельных зёрен. Из-за присутствия тория, а также сле­дов других радиоактивных элементов монацитовая руда (монацитовый пе­сок) радиоактивна.

Близкие значения ионных радиу­сов и очень похожие химические свойства делают лантаниды настоль­ко сходными, что долгое время их не удавалось разделить.

При взгляде на таблицу Менделеева невольно возникает вопрос: почему некоторые элементы помещены не в самой таблице, а как бы вынесены за её пределы? Что это — знак особой чести, уважения или, наоборот, сви­детельство пренебрежительного от­ношения к ним: мол, хватит вам од­ной клетки в самой периодической системе? К тому же и называют их в разных таблицах по-разному: то лан­таноидами и актиноидами, то лантанидами и актинидами...

Есть у них ещё одно общее назва­ние: и лантаниды, и актиниды — это f-элементы, поскольку в их атомах достраивается внутренняя электронная f-оболочка. Всего на ней может разме­ститься не более 14 электронов; ровно столько же и наших героев — лантанидов (иначе 4f-элементов) и акти­нидов (5f-элементов).

Лантаниды расположены в перио­дической системе после лантана, актиниды — после актиния. Их отсут­ствие (в явном виде) в III группе таблицы отмечено звёздочками у сим­волов La и Ас.

Окрашенные соли лантанидов.

Ртутное месторождение Монте-Амьята в Италии разрабатывается со вре­мён Древнего Рима. Причина столь ранней известности ртути в том, что добываемая там киноварь (сульфид ртути HgS) легко разлагается при на­гревании на воздухе с образованием паров металлической ртути:

В древности обжиг киновари про­водили в закрытом глиняном сосуде, на крышке которого конденсирова­лась ртуть. Сейчас для этих целей ис­пользуют трубчатые печи.

Ртуть (t_кип=357 °С) — самая тяжё­лая из всех известных жидкостей:

Разбитый градусник — довольно частая ситуация. Ртуть разбегается в виде мельчайших блестящих шариков, заби­вается в щели и медленно испаряется, отравляя воздух в помещении. Поэто­му разлитую ртуть нужно полностью собрать. В крупных городах удалением ртути из помещений занимаются специ­альные службы. Если же по какой-то причине связаться с ними не удаётся, нужно поступать следующим образом. В первую очередь откройте окно, чтобы комната хорошо проветрива­лась. Затем соберите видимые глазом капли ртути, пользуясь зачищенной медной проволокой (а лучше медным проводом, сплетённым из множества тонких проводков) или, в крайнем случае, бронзовой монетой. Ртуть легко прилипает к меди и перестаёт рас­текаться. Все использованные вами предметы вместе с собранной ртутью сложите в баночку и вынесите на улицу.

Далее надо ликвидировать мелкие капли ртути, которые не удалось со­брать, и те, что затекли в щели. Самый надёжный способ — засыпать все мес­та, куда могла попасть ртуть, хлоркой, хлорамином или любым дезинфици­рующим средством, содержащим хлор. Подойдут даже хлорсодержащие отбеливатели. Рассыпанный порошок следу­ет смочить (именно смочить, а не за­лить) водой, и оставить на несколько часов. За это время ртуть превра­тится в хлорид ртути (II) или оксид ртути (II) (в зависимости от того, что вы использовали). Теперь аккуратно собе­рите кашицу и сложите её в полиэти­леновый пакет. Остатки хлорки уберите влажной тряпкой, положите её в тот же пакет и отнесите на помойку.

Вместо хлорки ртуть можно обра­ботать насыщенным раствором хлорно­го железа, которое окисляет металл:

2FeCl₃+2Hg=2FeCl₂+Hg₂CI₂,

а через сутки собрать раствор сухой тряпкой (разумеется, в резиновых пер­чатках). Применяют также настойку иода:

Hg+I₂+2KI=K₂[HgI₄]

или раствор марганцовки. К сожале­нию, ни хлорное железо, ни иодную на­стойку нельзя использовать на паркет­ном полу, а иод ещё и на линолеуме. Ртуть можно также засыпать серой, однако реакция Hg+S=HgS протека­ет лишь на поверхности ртутных шари­ков. А из глубины ртуть продолжает спокойно испаряться.

Отравления делятся на острые (если в организм сразу попадает большая до­за яда) и хронические (когда человек получает яд понемногу, но постоянно).

История знает немало случаев мас­сового отравления ртутью при золоче­нии различных крупных предметов амальгамой золота. Множество рабо­чих отравились, когда золотили купола Исаакиевского собора в Санкт-Петер­бурге. Ртуть или её соли часто оказы­вались «последним средством» в двор­цовых интригах. Ими были отравлены Елена Глинская — мать Ивана Грозно­го и царица Анастасия — его первая жена. Хроническое ртутное отравле­ние — профессиональная болезнь сред­невековых шляпников, использовав­ших соединения ртути для выделки фетра. Безумный Шляпник из кэрролловской «Алисы в Стране Чудес» —ти­пичный пример такого больного. Из-за хронического отравления ртутью поте­ряли работоспособность Исаак Нью­тон, Майкл Фарадей и Блез Паскаль.

Если парами ртути заполнить стеклян­ную трубку и приложить к её концам напряжение, то в ней возникают заря­женные частицы: Hg=Hg⁺+e. При этом ионы ртути устремляются к отри­цательно заряженному электроду, а электроны — к положительному. При обратном процессе Hg⁺+е^-=Hg* об­разуются возбуждённые атомы, которые теряют энергию, испуская квант света. Большая часть излучения прихо­дится на ультрафиолетовую часть спектра.

Ртутную лампу называют ещё квар­цевой, поскольку трубку делают из квар­ца, прозрачного для ультрафиолета. Та­кие лампы используют в лабораториях для проведения фотохимических реак­ций, в банковском деле для распознания подлинности банкнот, а также в аппаратах искусственного загара. Ультрафио­летовые лучи вредны для глаз, так что ртутная лампа не годится для освеще­ния. Однако стекло лампы можно покрыть изнутри люминофором — веществом, которое поглощает ультра­фиолет и при этом излучает видимый свет. Получится так называемая люми­несцентная лампа, свет от которой по параметрам соответствует дневному (лампа дневного света).

Ртуть была известна людям уже во II тысячелетии до н. э. Алхимики счи­тали её женским началом веществ, матерью металлов, основой философ­ского камня. Они называли её argentum vivum («живое серебро»), hydrargirum («жидкое серебро») или Mercurius, подчёркивая тем самым её близость к царю металлов — золоту (планета Меркурий расположена бли­же всех к Солнцу, символом которого является золото).

Алхимический  символ  ртути  совпадает с  обозначением  планеты

Меркурий у астрономов:

Кадмий практически не образует соб­ственных минералов и встречается только в виде примесей к цинксодержащим рудам.

В 1817 г. окружной врач Магдебур­га Иоганн Ролов заподозрил, что в ок­сиде цинка, который производили на шёнебекской фабрике Германа, содер­жится ядовитая примесь — мышьяк.

Соединения кадмия.

На способности цинка вытеснять ртуть из её соеди­нений основано действие ртутно-цинкового гальва­нического элемента. В нём протекает следующий про­цесс: Zn+HgO=Hg+ZnO.

Ртутно-цинковые элементы не имеют равных по надёжности, стабильности напряжения и количеству «запасённого» электричества в единице массы. Они идеальны для использования в полевых условиях.

Однако ртуть составляет больше половины их мас­сы. После того как батарейки выработают свой ре­сурс, возникает проблема их утилизации. Если просто выбрасывать такие элементы на свалку, воздух в её окрестностях будет отравлен. Поэтому в мире ширит­ся кампания против использования ртутно-цинковых элементов. В частности, в открытую продажу они уже давно не поступают. А на батарейках, которые про­даются в магазинах, можно прочесть: «Mercury 0%» или «Mercury free», что означает «ртути нет».

Схема ртутно-цинкового элемента.

Древние металлурги знали, что если минерал галмей (смитсонит ZnCO₃) нагреть с углём в присутствии меди, то образуется слиток, по цвету напомина­ющий золото (впоследствии этот медно-цинковый сплав стали называть латунью). Однако в семёрку известных с древности металлов (железо, медь, золото, серебро, олово, ртуть, сви­нец), цинк не вошёл, так как его не уда­валось выделить в чистом виде. При прокаливании галмея с углём без ме­ди получался странный белый поро­шок — оксид ZnO, образующийся при взаимодействии паров цинка с кисло­родом воздуха. Металлический цинк люди научились выплавлять только к началу новой эры. Для этого галмей нагревали с углём в закрытых сосудах, а выделяющиеся пары конденсирова­ли в охлаждаемых глиняных ретортах. Технология по тем временам была до­статочно сложной, а химической сути процесса тогда не понимали, поэтому к X в. секрет изготовления цинка ока­зался утрачен. Вновь о цинке вспомни­ли спустя несколько столетий. Алхи­мик Андреас Либавий назвал его восьмым металлом, присоединив к семи металлам древности. А название «цинк» впервые встречается у Парацельса. Выплавку цинка описал Георг Агрикола в своём труде «О горном де­ле и металлургии». Однако промыш­ленное производство этого металла наладили только в 1743 г. в Бристоле (Англия).

Иногда серебряные предметы не чер­неют, а зеленеют. Это верный признак того, что в сплаве кроме серебра содер­жится изрядное количество меди — его часто называют «низкопробным сере­бром». Зелёный налёт включает основ­ной карбонат меди (CuОН)₂СО₃ и об­разуется под действием углекислого газа, паров воды и кислорода.

Некоторые сплавы, внешне очень похожие на серебро, могут вовсе не содержать драгоценного металла. Наиболее известные из них — нейзиль­бер (нем. Neusilber — «новое сереб­ро») и мельхиор {нем. Melchior, иска­жение французского слова maillechort, образованного по именам изобретате­лей сплава Майо — Maillot и Шорье — Chorier). В нейзильбер входит кроме меди от 15 до 35% никеля и от 12 до 46 % цинка, а в мельхиор — от 20 до 30 % никеля, 0,8 % железа и 1 % марганца.