7 ценнейших металлов

История человечества неразрывно связана с сокровищами: их искали, за них сражались, они меняли географию и судьбы людей – и сейчас не потеряли своей ценности. Стоимость одного грамма каждого из семи самых дорогих металлов мира превышает десятки долларов, и только лишь название одного из них и сейчас будоражит умы. Золото, поиск которого захватывал целые народы, перекроило историю: чтобы найти его, люди едут даже туда, где ещё никто не бывал – как герои проекта Discovery Channel «Золотая лихорадка: бурные воды». Они отправились за своим сокровищем на берега ледяных рек Аляски, а мы расскажем о том, как были обнаружены самые дорогие металлы, для чего они используются и почему столько стоят.

Калифорний

Описание: Металл серебристо-белого цвета с ярким блеском, искусственного происхождения.

Характеристика: Калифорний в окружающей среде не существует, он добывается только лабораторно в очень маленьких количествах. Известно более десятка изотопов, наиболее полезен из них калифорний-252 с периодом полураспада в 2,6 года, температурой плавления 900 °C и температурой кипения – 1227 °C. Калифорний радиоактивен, токсичен и чрезвычайно опасен: мощность одного грамма металла примерно такая же, как у 200 кг радия, и его взрыв был бы равносилен, например, Чернобыльской катастрофе. Ежегодно производят около 80 миллионных долей грамма, общемировой запас калифорния-252 – менее 8 граммов, на производство одного грамма нужно около 8 лет.

Применение: Научные исследования (нейтронно-активационный анализ, изучение спонтанного деления ядер), медицина (нейтронная радиохирургия в онкологии), изучение земных недр и космического пространства (поиск полезных ископаемых, исследование поверхности Луны).

Интересные факты:

  • Калифорний назван в честь Калифорнийского университета в Беркли, где в 1950 году его получила группа учёных под руководством обладателя Нобелевской премии по химии и участника Манхэттенского проекта Гленна Сиборга;
  • Создатель калифорния и один из основоположников ядерной химии Гленн Сиборг причастен к открытию десяти новых элементов таблицы Менделеева, один из которых в его честь получил название сиборгий;
  • С калифорнием работают только Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР) в Димитровграде и Национальная лаборатория Оук-Ридж в США;
  • Калифорний – второе по стоимости вещество в мире: по оценкам CERN и NASA на начало XXI века цена 1 грамма антиматерии составит более $62 триллионов. Когда антиводород можно будет получить в таком количестве, пока не известно.

Осмий-187

Описание: Тёмный порошок с фиолетовым оттенком, искусственного происхождения.

Характеристика: Осмий-187 – изотоп природного осмия, создаётся искусственным путём около 9 месяцев, он плотнее всех известных веществ в мире – и, соответственно, тяжелее.

Применение: Пока сфера применения изотопа только изучается, но уже сейчас осмий-187 используется для создания высокоточных приборов (например, компасов), датировки горных пород и метеоритов, а также в аэрокосмической промышленности и фармацевтике.

Интересные факты:

  • По слухам, «секретом производства» осмия-187 владеет только Казахстан;
  • «Осмий» в переводе с греческого означает «запах»: его соединения с кислородом пахнут как смесь хлора, перца, гнилой редьки и чеснока;
  • Найти правильное положение осмия в периодической таблице по атомному весу Дмитрию Менделееву помогала одна из первых женщин-химиков Юлия Лермонтова, чей отец был троюродным братом знаменитого поэта;
  • Если пол-литровую пластиковую бутылку наполнить порошком осмия, она будет тяжелее десятилитрового цинкового ведра, а килограмм осмия легко поместится на ладони;
  • Изделия из сплава осмия с алюминием можно растягивать вдвое без вреда для них.

Осмий

Описание: Металл серебристо-белого цвета с голубоватым отливом и ярким блеском, природного происхождения.

Характеристика: Осмий – довольно хрупкий, но твёрдый и тугоплавкий металл. Это самое плотное из простых веществ с крайне высокой температурой плавления (3033 °C) и кипения (5012 °C). В чистом виде не встречается: в природе его можно обнаружить в полиметаллических рудах вместе с платиной, палладием, медью, никелем и молибденом, а также в твёрдых растворах – невьянските и сысертските. Больше всего осмия в России, США, Колумбии и Канаде, но его добыча – очень трудоёмкий процесс, который занимает около года, поэтому металл так дорог.

Применение: Авиационная и ракетная промышленность (упрочнение платиновых сплавов в электрических контактах, покрытие в узлах трения), электронная микроскопия (фиксация биологических объектов), химическая промышленность (синтез аммиака, гидрирование органических соединений, ускорение процессов в топливных элементах), медицина (электрокардиостимуляторы, замещение лёгочных клапанов).

Интересные факты:

  • Оксиды осмия токсичны и могут повредить кожу и глаза: исследователь металлов платиновой группы Карл Клаус так сильно надышался парами тетраоксида осмия, что две недели не мог работать;
  • Наконечники перьевых ручек, сделанные с использованием осмия, служат дольше золотых и платиновых;
  • Оксид осмия чёрного цвета используют для росписи фарфора;
  • Осмий есть в железных метеоритах, как и другие благородные металлы – то есть те, которые не ржавеют;
  • Из осрама, сплава осмия и вольфрама, делали нити для ламп накаливания – это слово позже выбрал своей торговой маркой крупный немецкий производитель светотехники.

Рутений

Описание: Металл яркого серебристо-серого цвета, природного происхождения.

Характеристика: Рутений – твёрдый и прочный металл, содержится в виде примеси в платиновых полиметаллических рудах и в двух видах минералов – лаурите и рутенарсениде. В чистом виде выделяется с помощью сложной химической обработки. По сравнению с остальными странами рутения много в России, Канаде и США, но его количество всё равно ничтожно мало, чем и объясняется высокая цена. Температура плавления рутения – 2334 °C, а кипения – 4077 °C, что делает металл одним из самых износоустойчивых.

Применение: Тугоплавкий рутений нашёл применение в ювелирном деле (повышение прочности изделий), электронной (увеличение срока работы электрических контактов), химической (улучшение сопротивления с агрессивными компонентами, ускорение процесса водоочистки на орбитальных станциях) и аэрокосмической промышленности (изготовление жаропрочных и антикоррозионных материалов).

Интересные факты:

  • Рутений был открыт в Казани профессором Карлом Клаусом – учёный выделил неизвестный доселе металл из уральской платиновой руды;
  • Название рутения образовано от латинского наименования России – Ruthenia;
  • Физические свойства этого металла меняются в зависимости от способа получения;
  • Рутений – единственный платиноид, обнаруженный в составе живых организмов, и биологическая активность позволяет использовать его как средство лечения в онкологии и дерматологии;
  • Рутений может быть опасен – его высшие оксиды ядовиты и легко загораются.

Родий

Описание: металл серебристо-белого цвета с холодным блеском, природного происхождения.

Характеристика: Родий не встречается в чистом виде, только в соединениях с другими металлами: платиной, золотом, медью, никелем, осмистым иридием и родиевым невьянскитом – последний содержит 11,3% чистого родия. Порошковый родий – почти чёрный, а в виде металлических кристаллов похож на алюминий, но имеет холодный блеск. Большую часть металла добывают в ЮАР. Температура плавления родия – 1963 °C, температура кипения – 3727 °C.

Применение: Ювелирное дело (покрытие изделий для повышения их прочности, создание белого и чёрного золота, реставрация винтажных украшений), автомобильная (нейтрализация выхлопных газов), химическая (производство азотной кислоты) и ядерная промышленность (измерения нейтронного потока в атомных реакторах).

Интересные факты:

  • Название родия происходит от греческого слова «родос» («роза»), потому что в соединениях металл имеет розовый и тёмно-красный цвет.
  • Родий считался отходами производства платины, пока не были обнаружены его полезные свойства – значительную износоустойчивость и высокий коэффициент отражения света;
  • В метеоритах родия почти в 4 раза больше, чем в земной коре;
  • Из родия делают зеркала для лазерных установок: он отлично отражает свет и очень плохо плавится;
  • Родий может быть покрытием, но не материалом для изделий – он слишком хрупок.

Платина

Описание: Металл серебристо-белого цвета с глубоким блеском, природного происхождения.

Характеристика: Платина – гибкий, твёрдый, тугоплавкий и тяжёлый металл с высокой износостойкостью, в биологической среде ведёт себя неагрессивно. Металл встречается в самородках и сплавах, запасы обнаружены в ЮАР, США, Зимбабве, Канаде и России – самый большой платиновый самородок «Уральский гигант» весом около 8 килограммов хранится в Алмазном фонде. Температуры плавления и кипения — 1768,3 °C и 3825 °C, платина плотная, но пластичная, а за счёт своей устойчивости к условиям вакуума бесценна для освоения космоса.

Применение: Платина используется в металлургии (легирование при производстве высокопрочных сортов стали), химической промышленности (получение плавиковой и хлорной кислот и перекиси водорода), ювелирном деле и медицине (стоматология, лечение различных форм онкологических заболеваний). Кроме того, платину применяют в электронной промышленности, аэронавтике, производстве оружия, нефтехимии и многих других сферах.

Интересные факты:

  • В Древнем Египте из платиновых сплавов делали украшения и ритуальные изделия;
  • Платина была обнаружена в метеоритах – в Челябинском, например, её в 4 раза больше, чем золота и серебра (по 20 и 5 граммов на тонну соответственно);
  • Название «платина» дали конкистадоры – это слово можно перевести как «серебришко», потому что металл, который было невозможно расплавить, ценился вдвое ниже серебра. Испанские алхимики назвали платину «адским веществом» за высокую плотность: до тех пор, пока платину не увидела Европа, считалось, что в мире нет металла тяжелее золота;
  • Эталоны метра и килограмма в Палате мер и весов в Париже сделаны из платины;
  • Из платины сделан орден «Победа» - высшая военная награда СССР.

Золото

Описание: Металл жёлтого цвета с приглушённым блеском, природного происхождения.

Характеристика: Золото – прочный, тяжёлый и пластичный нержавеющий металл с высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением. Температура плавления составляет 1064,18 °C, кипения – 2856 °C, при этом жидкое золото имеет свойство улетучиваться. Содержание золота в земной коре низкое, но добывать его позволяют месторождения – многочисленные крупные скопления металла, которых на данный момент больше всего в ЮАР, США, Австралии, Китае и России. Встречается как в чистом виде, так и в составе 15 минералов. Золото и медь – первые металлы, которые стали известны человечеству.

Применение: Банковское дело (использование в качестве элемента инвестирования; изготовление купюр); ювелирное дело, медицина (лечение аутоиммунных болезней, фармакологии, стоматология), электронная промышленность (изготовление и покрытие деталей электроприборов), металлургия (пайка металлов), стекольное дело (покрытие зеркал, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне, оконных и витражных стекол для снижения теплопотерь). Также золото применяется в ядерных исследованиях, искусстве, пищевой промышленности и других сферах.

Интересные факты:

  • Золото бывает не только жёлтым, чёрным и белым, но и синим, зелёным и фиолетовым, а изменение цвета достигается с помощью сплава, в основном с платиноидами;
  • Латинское название золота – aurum – означает «сияющий рассвет»;
  • В одном кубическом километре воды содержится 5 килограммов золота;
  • Каратами изначально называли семена цератонии, рожкового дерева, которые всегда весят одинаково – в древности они использовались как мера массы;
  • О золоте сняты десятки художественных и документальных фильмов, большая часть которых посвящена золотым лихорадкам – стихийным поискам драгоценного металла. Одна из них, как известно, захватила Аляску, и название реки, где были найдены самородки, стало синонимом богатства – нет ни одного человека, который не знал бы, что такое Клондайк, и вряд ли найдётся тот, кому не хотелось попробовать найти золото самому. На поиски сокровищ отправятся и герои проекта Discovery Channel «Золотая лихорадка: бурные воды»: Фред Хёрт и его сын Дастин вместе с командой дайверов и альпинистов обследовали ледяные реки и водопады Аляски, чтобы исполнить мечту и разбогатеть.
Поделиться с друзьями