Метали – це група простих елементів, які володіють характерними властивостями. Серед основних їх властивостей – ковкість, пластичність, блиск, тепло – і електропровідність. Назва сходить до латинського «metallum», що означає «рудник», «мінерал», «метал».
Рідкісні і дорогі
Всі метали, тверді, але їх міцність різниться. Деякі можна розрізати кухонним ножем, а інші (хром, наприклад) дряпають навіть сталь або скло.
Велика їх частина присутня в природі у вигляді руд і з’єднань. Їх витягують із землі під час видобутку корисних копалин.
Багато метали мають власні унікальні властивості. Приміром, іридій здатний знищувати ракові клітини. Він наповнює їх величезною дозою кисню, яка вбиваючи патогенні елементи, залишає недоторканими здорові.
Цікавий факт. Виявляється, що у складі звичайного смартфона присутні золото, срібло і паладій – дорогі і досить рідкісні метали. Особливо цінними ці мобільні телефони здаються на тлі того, що одного разу людство вичерпає запаси дорогоцінних елементів на прийнятною для видобутку глибині.
У природі зустрічається безліч металів, але все в різній кількості. Якихось дуже багато, для інших – практично немає. Є метали-ізотопи, які отримують штучним шляхом. Багато з них є не тільки рідкими, але і шалено дорогими. Отже, який самий рідкісний метал на Землі?
Каліфорній з Каліфорнії
Каліфорній (Cf) на сьогоднішній день має статус самого рідкісного і дорогого металу на Землі. Знаходиться під номером 98 в таблиці Менделєєва. Його називають «каменем надії». Він має сріблясто-сірий колір і проводиться шляхом тривалого опромінення плутонію. Сам плутоній був отриманий при бомбардування урану ядрами важкого водню.
Каліфорній був виведений групою вчених на чолі з Гленном Сиборгом в 1950 р. В природі його, природно, не існує. Його створенням займалася команда Каліфорнійського університету (звідки і отримав свою назву метал) міста Берклі. Сьогодні з ним працюють лише 2 лабораторії. Одна знаходиться в Росії, інша – в США.
Каліфорній є ізотопом (ізотопи отримують штучним шляхом). При цьому вартість його просто баснословна – до 10 млн. доларів за грам. Це не дивно, адже світовий запас металу складає всього 8 грамів. Щорічно вдається отримати лише 20-40 грам каліфорнія.
Цей метал є радіоактивним і складається з 17 ізотопів. Найбільш вивченим з них вважається каліфорній-252. Тривалість його напіврозпаду складає цілих 900 років.
Властивості каліфорнія приголомшливі. Застосовується переважно в медицині і в галузі ядерної фізики. Він є потужним джерел нейтронів, тому його використовують для обробки злоякісних пухлин, яких «не бере» променева терапія.
Він також використовується для вивчення космічного простору – як Місяць, так і найдальших зірок і планет. Він застосовний і для дослідження розподілу ядер. Крім цього, каліфорній є незамінним помічником під час видобутку корисних копалин – він дозволяє виявляти срібло і золото.
Бомби, виготовлені з додаванням найрідкіснішого у світі металу, вважаються дуже потужними. 1 грам каліфорнія здатний забезпечити годинну діяльність невеликого ядерного реактора.
Осмій і осмій-187
Осмій – природний метал. Формально його відносять до благородних. Осмій має гарний сріблясто-блакитний відтінок. Відрізняється найбільш високою температурою плавлення. Учені довгий час не могли з’ясувати, при якій температурі плавиться цей метал – 3000 або 5000 градусів. Результати повідомили, що плавити його краще на поверхні Сонця.
Видобуток осмію в природі – тривалої процес, що займає майже рік. Його вартість на ринку складає 10 000 доларів за 1 грам. Однак набагато дорожче коштує ізотоп осмію-187. Його вартість сягає 200 000 доларів за грам. Виробництво ізотопу займає близько 9 місяців. Примітно, що застосування осмію-187 поки не знайшли. Але вже купують.
А чи є інші?
Каліфорній – самий рідкий метал на Землі, але є й інші, природні. Вміст їх у земній корі також невелика. Сьогодні відомо близько 40 металів, дуже рідко зустрічаються в природі. При цьому вони не формують родовищ, а сусідять з іншими мінералами. Їх називають розсіяними. Так, вісмут зустрічається в родовищах міді, а германій – у вугіллі.
Астат
Астат – самий рідкий метал на планеті, що зустрічається в природних умовах. У земній корі є всього 70 мг астата. Довгий час його вважали галогеном (утворюючим солі в результаті реакції з металами). Але у 2013 році було проведено дослідження. Вчені змоделювали властивості астата. Формально, він повинен бути металом, але при цьому не вибудовує притаманну їм кристалічну решітку. Структура астата повинна бути схожа зі структурою ртуті, але при цьому він, ймовірно, в нормальних умовах не буде твердим, а рідким.
У лабораторіях за весь час вивчення його властивостей вдалося отримати лише 0,05 мікрограма самого рідкісного металу на землі, тому його основні характеристики (колір, щільність) залишаються для хіміків загадкою.
Астат отримують шляхом опромінення вісмуту з наступним відділенням їх один від одного. Всі ізотопи цієї речовини є активними. Примітно, що період розпаду астата становить трохи більше 8 годин. Ця властивість дозволяє використовувати його в ядерній медицині.
Реній – один з найбільш рідкісних металів
Реній – один з найбільш рідкісних металів на Землі. При складанні своєї таблиці Менделєєв передбачив, що незабаром буде встановлено з’єднання з вагою атома 180. Довгі роки вчені намагалися знайти таємничий метал. Але лише в 1925 році цей рідкісний стійкий метал виявили Іда і Вальтер Ноддак.
До недавнього часу він вважався розсіяним. Мінерали ренію настільки рідкісні, що є не промисловий, а наукову цінність. Цей метал унікальний, його властивості не мають аналогів. Він використовується в процесі створення космічної та авіаційної техніки. Всього 4% ренію дозволяють досягти неймовірної міцності. Така техніка витримує високу температуру (до 2 000 градусів), не втрачаючи міцності. Близько 70% ренію, що видобувається в світі, експлуатує Японія.
Сьогодні попит на реній, як і інші рідкісні елементи таблиці Менделєєва, зростає з кожним днем. Особливо в ньому потребує США. Це пояснює вартість металу – 800 доларів за 1 грам неочищеного сировини.
Реній на Південно-Курильських островах
У 90-х роках минулого століття в Росії було виявлено велике родовище ренію. Тепер головне – побудувати завод і налагодити його видобуток. Родовище знаходиться прямо в кратер діючого вулкана Кучерявого, що на острові Ітуруп (належить до групи Південно-Курильських островів).
Гази вулкана щорічно викидають на поверхню близько 15 тонн ренію. Це підтверджує теорію геологів про те, що більшість рідкісних і важких металів, недоступні нам, знаходяться в надрах планети.
