Мазмұны

КІРІСПЕ

Сирек металдар Д.И. Менделеев периодтық жүйесінің барлық топтарында орналасқан (1-кесте), сәйкесінше олардың физикалық – химиялық қасиеттері әрқалай. Бұл металдарды «сирек металдар» деп элементтердің периодтық жүйедегі орналасуына емес, XIX – XX ғасырларда өндіріс пен техникада сирек қолдануына байланысты топтастырған. Оның үстіне сирек металдардың көпшілігі XVIII ғасырдың соңында және XIX ғасырдың басында, біршамасы XX ғасырдың басында ашылған. Оның үстіне сирек металдардың жер қыртысында аз, шашыраңқы түрде таралуы, таза металдық формаларын алу әдістерінің күрделілігі мен көп сатылығы бұл металдарды игеруді қиындатты. Осы себептерден сирек металдар тобы олардың қасиеттеріне байланысты емес, тарихи түрде қалыптасқан топ. Бастапқы кездерде «сирек метал» деп өндірісте аз қолданылатын металдарды айтқан. Бірақ қазір сирек металдар болат өндірісінен бастап технологияның 5-6 шегінде алынатын материалдарға дейін, космосқа қажетті материалдар, электронды приборлар, атом энергетикасы, жасыл сутегіні өндіру, күн, жел көздерінен алынатын энергияны сақтау аккумуляторлары, электромобилдер өндірісінің маңызды тармақтарында қолданылады. Аталған салалардың біреуі де сирек металдардың қатысынсыз іске асырылмайды. Оның үстіне кейбір сирек металдар жер қыртысында сирек кездеседі деп те айтуға болмайды. Геохимиктердің зерттеуі бойынша жер қырытысының беткі 16-20 км қабатының орташа химиялық құрамы анықталған (2-кесте), сирек металдардың біразы жер қыртысында аз таралғаны көрсетіліп тұр. Бірақ олардың біршамасы адамзатқа ертеден таныс металдарға қарағанда жер қыртысында көп кездеседі. Мысалы, титан таралуы бойынша 9-орында тұр, цирконий, ванадий, литий, церий сияқты сирек металдар қолданыста кең тараған қорғасын, мышьяк, қалайы, сынап, алтын, күміс сияқты металдарға қарағанда көп тараған. Бірақ сирек металдар шашыраңқы таралуы себепті белгілі бір жерлерге шоғырланып жеке минералдар түзбеген, көбінесе басқа металдардың минералдарының кристалдық торларында изоморфты алмасу нәтижесінде орналасқан, сондықтан жеке кен орындары жоқ. Мысалы, галлий қалайы мен сынапқа қарағанда көп тараған. Осыған қарамастан оның жеке минералдары жоқ, ол басқа металдардың минералдарында шашыраңқы кездеседі. Сондықтан жер қыртысында аз таралғандығы емес, сирек кездесетіндігіне байланысты бұл металдар тобы сирек металдар тобы деп аталады.

1-КЕСТЕ. СИРЕК МЕТАЛДАРДЫҢ ПЕРИОДТЫҚ ЖҮЙЕДЕ ОРНАЛАСУЫ

2-кесте. А.П. Виноградов бойынша жер қыртысының орташа химиялық құрамы (15 км қабат мұхиттар мен атмосфера қабатын есепке алмағанда)

Декада	Химиялық элементтердің құрамы, % (масса бойынша)
I	47,2 O; 27,6 Si
II	8,80 Al; 5,10 Fe; 3,6 0Ca; 2,64 Na, 2,60 K, 2,10 Mg
III	0,60 Ti; 0,15 H; 0,10 C
IV	0,09 Mn; 0,08 P; 0,05 S; 0,05 Ba; 0,045 Cl; 0,04 Sc; 0,031 Rb; 0,027 F;0,02 Zr; 0,02 Cr; 0,015 V; 0,01 Cu; 0,01 N
V	8×10-3 Ni; 6,5×10-3 Li; 5×10-3 Zn; 4,5×10-3 Ce, 4×10-3 Sn; 3×10-3 Co; 2,8×10-3 Y; 2,5×10-3 Nd; 1,8×10-3 La; 1,6×10-3 Pb; 1,5×10-3 Ga; 1×10-3 Nb; 1×10-3 Cd
VI	8×10-3 Th; 7×10-4 Pr; 7×10-4 Sm; 7×10-4 Ge; 6×10-4 Be; 6×10-4 Sc; 5×10-4 As; 4,5×10-4 Dy; 4×10-4 Er; 3×10-4 Yb; 3×10-4 V; 3×10-4 Tl; 3×10-4 Mo; 3,2×10-4 Hf; 3×10-4 B; 1,8×10-4 Br; 1,3×10-4 Ho; 1,2×10-4 Eu; 1×10-4 W; 1×10-4 Lu
VII	8×10-5Tm; 6×10-5Se; 5×10-5Cd; 4×10-5Sb; 3×10-5I; 2×10-5Bi; 1×10-5Ag; 1×10-5In
VIII	7×10-6Hg; 5×10-6Os; 1×10-6Pd; 1×10-6Te
IX	5×10-7Ru; 5×10-7Au; 1×10-7Rh; 1×10-7Re; 1×10-7Ir
X	6×10-10Ac; 1×10-10Ra; 1×10-10Pa; 2×10-14 Po; 1×10-15Pu; 7×10-16 Rn;

Сирек металдардың жіктелуі
Физикалық-химиялық қасиеттерінің ұқсастықтарына, шикізаттардан бөліп алу және өндіріп алу әдістеріне, және басқа да сипаттарына қарай сирек металдар 5 топқа бөлінеді:
-жеңіл сирек металдар. Бұл топқа периодтық жүйенің I және II тобындағы (радийдан басқа) сирек металдар: литий, рубидий, цезий, бериллий кіреді. Рубидий мен цезий – шашыраңқы элементтер, бірақ қасиеттеріне қарай жеңіл сирек металдар тобына жатқызуға болады. Бұл металдардың тығыздығы аз (литий- 0,53, ал цезийдікі 1,87 г/см3), химиялық белсенділігі жоғары. Жеңіл түсті металдар алюминий, магний, кальций сияқты бұл жеңіл сирек металдарды да олардың балқытылған тұздарынан электролиз арқылы немесе металлотермиялық әдістермен бөліп алады;
-қиын балқитын сирек металдар: титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, (рений). Рений мен гафний кәдімгі шашыраңқы элементтер, бірақ қасиеттеріне байланысты осы топқа жатқызуға болады. Бұл металдардың барлығы d-деңгейіндегі электрондар саны құралып\толықтырылып