  Њеренский  находил  в  этой  зоне  среди  обломков  хромит, сплошной  и
вкрапленный в дунит, и вправе был предполагать, что встретит руду уральского
типа. Ћднако в слоеном  пироге  из норитов, пироксенитов, дунитов он отыскал
тонкий  горизонт,  чуть  больше  полуметра,   ограниченный  сверху  и  снизу
пропластками   хромита   и   состоЯщий   из   очень   крупнокристаллического
(пегматоидного) пироксенита с  вкрапленностью и  скоплениЯми сверкающих, как
золото,  сульфидов  меди  и железа  (халькопирит, пирротин)  и  серебристого
сульфида никелЯ-пентландита. € рЯдом с ними-можно было не  поверить глазам -
повсюду мелкие, но все же различимые платиновые минералы.
     Ђнализы подтвердили: да, это именно так. ‘одержание платиновых металлов
достигало в  отдельных пробах 50 граммов  на тонну, а в среднем составило 10
граммов. (Ќапомним,  что  руда,  дающаЯ  два грамма,  считалась тогда,  да и
теперь, богатой.)
     ’ем  не менее  бить в  литавры  было  рано.  ‚полне возможно,  что  это
очередной "каприз природы" - небольшаЯ  линзочка, вероЯтно,  единственнаЯ во
всем этом огромном массиве.
     Њеренский  упорно искал ее  продолжение, снизу  доверху рассекал склоны
канавами, продвигаЯсь все дальше и на юг и на север, с удивлением убеждаЯсь,
что привычные представлениЯ здесь  не приложимы: слой продолжалсЯ,  почти не
менЯЯсь ни по мощности, ни по содержанию. € везде он имел одинаковое пологое
падение   к  центру   массива.  ќто   позволило  геометрическим  построением
определить, где он должен быть обнажен в рельефе, сузить зону поиска.
     ‡а  короткий срок этот слой,  вскоре получивший название риф (горизонт)
Њеренского,  был  прослежен   вдоль  восточного  контакта   массива  на  110
километров.  Ќо  и этим  дело  не  ограничилось. Њеренекий обнаружил  "свой"
горизонт  и  у юго-западной оконечности массива, там,  где  другие  искатели
ничего  не нашли за многие  годы. Ћн "протЯнул"  горизонт  в  районе  города
ђюстеноурга на  230  километров (с перерывами) и еще на 60 километров  вдоль
северной  границы  массива.  €  везде  на  протЯжении  более 400  километров
горизонт  сохранЯл  свое место в слоеном  пироге магматических  пород,  имел
мощность от 0,2  до  4  метров и  среднее содержание 8-10  граммов на тонну.
Ѓурение показало, что и на глубину он без изменений продолжаетсЯ по  крайней
мере на 1000  метров.  „аже  в  морских бассейнах  редко  слои  имеют  такое
постоЯнство, а ведь этот возник  из морЯ расплавленной магмы. ђиф Њеренского
в  специальной   литературе  обычно  характеризуют  как  "самое   уникальное
образование среди всех магматических комплексов мира".
     Ѓушвельдский массив основательно изучен, он  представлЯет собой лополит
площадью 40 тысЯч  квадратных километров, по сравнению  с  ним  ‘адбери, его
канадский родственник, выглЯдит карликом - в 20  раз  меньше. Ћни  во многом
сходны, но  имеют по строению  и минерализации  немало различий. ‘тановление
Ѓушвельдского  массива  продолжалось  сотни  миллионов  лет,  и  медленность
процесса обусловила его полную  дифференциацию. Ћдну  из самых  спокойных ее
стадий  запечатлел  горизонт  Њеренского,  когда  по  всей  площади  массива
произошло   отложение  хромита  -   окисла,   затем  при   резком  изменении
геохимической   обстановки   накапливались  платиноносные   сульфиды   -   в
пегматоидную   фазу,  характерную   кристаллизацией  минералов  из   газовых
растворов, а после этого вновь отлагалсЯ хромит.
     ‚  центральной части Ѓушвельдского массива  все  эти  образованиЯ  были
уничтожены внедрением  гранитов, но и сохранившаЯсЯ часть грандиозна. Љ тому
же  установлено,  что  рифом   Њеренского  платиновые  богатства  района  не
ограничены.  ‚ыше  рифа, в  районе ‹инденбурга, обнаружен  двухметровый слой
хромитита-породы, состоЯщей из хромита и оливина с тонкораспыленной платиной
(до   18  граммов   на  тонну).  Џомимо  таких  сульфидных  руд,  сходных  с
норильскими, выЯвлены в Ѓушвельдском комплексе и "уральские", приуроченные к
дунитам. ‚ слоеном пироге нижней части  массива есть пластообразные залежи с
бедной   вкрапленностью   платины.  ќтот  дунит  обыкновенный,  "уральский",
зеленоватый, но кое-где известны трубчатые тела черного, железистого дунита,
очень тЯжелого и рудой богатого.  Ћдна  такаЯ  труба диаметром 18 метров уже
отработана на глубину 300 метров при среднем содержании 16 граммов на тонну.
     Љ северу  от Ѓушвельдского массива, на территории ‡имбабве, расположено
еще одно  геологическое чудо - ‚еликаЯ дайка, длиной почти  500  километров,
шириной  5-10  километров. Џочти  прЯмаЯ,  она  возвышаетсЯ  как  стена  над
окружающей местностью на 50-300  метров  и  состоит  из  тех же пород, что и
нижнЯЯ часть  Ѓушвельдского массива. Љое-где в  этой дайке за последние годы
выЯвлены тонкие, но богатые платиной хромитовые слои.
     ‚се эти  открытиЯ ознаменовали  новую  эпоху,  но  сделаны они  были  в
трудных  длЯ   освоениЯ  районах,  а  главное,  извлечение   платиноидов  из
сульфидных  руд оказалось таким твердым орешком, что надежд на быстрый успех
не осталось.
     ђазработано было множество технологических схем, но  минералы-невидимки
не желали  сдаватьсЯ,  длЯ каждого рудного тела и даже длЯ отдельных его зон
были  характерны   свои   минеральные  ассоциации,   и   эти,  казалось  бы,
незначительные различиЯ существенно влиЯли на ход процессов обогащениЯ.
     Ќа  месторождении  ‘адбери промышленное извлечение платиноидов началось
лишь в 1934  году, после тридцатилетних  экспериментов, и все же  при  очень
низком коэффициенте извлечениЯ.
     € стало Ясно: только  глубокое  изучение  минералогии и технологических
свойств платиновых руд может привести к успеху.


     Њ€ђ Њ€Ќ…ђЂ‹Ћ‚

     ‚се выЯвленные в первой половине  XIX века платиновые минералы  как  бы
подсказывали вывод о том, что в природе эти  металлы  образуют только сплавы
между  собой,  с  железом  и  в малой  мере  с  золотом.  Ћднако  дальнейшие
исследованиЯ показали, что мир платиновых минералов этим не ограничен.
     Ќа о. Ѓорнео в 1886 году ‚еллер обнаружил  лаурит -  минерал, состоЯщий
из рутениЯ и серы - RuS2, черный, образующий изометрические кристаллы, очень
твердый, хрупкий  и  химически стойкий,  нерастворимый в  кислотах. „олго не
могли поверить, что  его удельный вес  всего-навсего 6,2  г/см3. Џосле этого
главный     отличительный      признак-уникальнаЯ     тЯжесть     платиновых
минералов-перестал быть абсолютной истиной! ‚озникло опасение, что во многих
россыпЯх  этот единственный рутениевый минерал прозевали,  и  он  уходит при
промывке в отвалы вместе с другими, ценности не представлЯющими.
     ‚след за лауритом  на медно-никелевых месторождениЯх  Љанады обнаружили
хорошо кристаллизованный минерал, названный сперрилитом  (в честь известного
геолога  ‘перра), состоЯщий  из платины и  мышьЯка-  PtAs2,  оловЯнно-белый,
непрозрачный, легкоплавкий, но очень стойкий, сохранЯющийсЯ в россыпЯх,
     Џозднее, в 20-х годах  нынешнего века, в платиновой  руде  ћжной Ђфрики
обнаружили   куперит   PtS,   бреггит   (Pt,   Pd,   Ni)S,   потарит   PdHg,
стибиопалладинит  Pd3Sb,  а  на “рале-купроплатину (Pt,  Fe, Cu), никелистую
платину (Pt, Fe, Ni), ауроосмид (Ir, Os, Au).
     ‚  дальнейшем изучению  платиноидов уделЯлось  все больше  вниманиЯ, но
минералогических  открытий  это не приносило. ‚се  сущее в природе  уже было
проверено на содержание этих  элементов,  и  надеЯтьсЯ  на  новые  открытиЯ,
казалось, нет оснований.
     "Њертвый"  период  завершилсЯ во  второй половине  нашего  века,  когда
достигли блестЯщих  результатов в  усовершенствовании  традиционных способов
анализа   и   создали   множество    новых,   таких,    как    спектральный,
спектрохимический   и    особенно   микрорентгеноспектральный,   позволЯющие
определЯть  химический состав  мельчайших-доли кубического микрометра!-зерен
минералов  непосредственно в  руде. Ќа  выбранный  под  микроскопом  участок
поверхности  шлифа  направлЯют  электронный  зонд  -  сфокусированный  поток
электронов,   возбуждающий   рентгеновское  излучение.  …го   характеристику
запечатлевают  на спектрограммах и по  ним безошибочно определЯют  элементы,
содержащиесЯ в облучаемом веществе.
     Џрименение микрорентгеноспектрального анализа привело за последние  два
десЯтилетиЯ  к открытию примерно  вдвое большего числа минералов, чем за всю
предшествующую  150-летнюю  историю их  изучениЯ,  …сли  к  1950  году  было
известно 30 минералов группы платины, то теперь их насчитывают свыше 90.
     —исло известных минералов, в которых платина главный компонент, за этот
период удвоилось - с 11 до 22, а рекордистом оказалсЯ палладий: до 1951 года
было известно всего 6 его минералов, а теперь-30!
     Џочти все открытые  за  последний период  минералы  представлЯют  собой
соединениЯ  платиновых  металлов  с  мышьЯком,  висмутом, теллуром, сурьмой,
свинцом,  оловом. Џри сложном  составе,  характерном  длЯ  новых  минералов,
сохранить   традицию-давать  им  названиЯ  по   главным  элементам-оказалось
затруднительным, и распространение  получили  имена, имеющие  географическую
или  мемориальную основу. Ќапример, мончеит  (Pt,  Pd) (’е,  Bi)2 назван  по
месту находки в Њончетундре, а звЯгинцевит  (Pd, Pt)3(Pb, Sn), высоцкит (Pd,
Ni)S, котульскит Pd(Te,  Bi)-в честь исследователей Ћ. …. ‡вЯгинцева,  Ќ. Љ.
‚ысоцкого и ‚. ‘. Љотульского.
     Њинералов, в которых главное место занимает родий, до наших дней  вовсе
не  было  известно,  теперь  таких  два -  холлингвортит  RhAsS и рутениевый
холлингвортит (Rh, Ru, Pt)AsS.
     Љ  трем  ранее  известным  минералам  осмиЯ,  сплавам его  с иридием  и
рутением,  за последнее времЯ добавилось еще два  - химические соединениЯ  с
мышьЯком и серой - осарсит OsAsS и эрликманит OsS2.
     ‘писок  иридиевых  минералов,  их  было  известно  8,  пополнилсЯ  лишь
одним-это ирарсит IrAsS.
     ђутениевый  минерал лаурит  RuS2,  открытый  в  прошлом столетии  на о.
Ѓорнео, оставалсЯ единственным до 1971 года, когда был открыт осрутин RuOs.
     Џочти  все  выЯвленные  за  последние десЯтилетиЯ  платиновые  минералы
представлены   мельчайшими  зернами,   вкрапленными   в   другие   минералы,
преобладающие в составе руды, такие, как поликсен, ферроплатина, невьЯнскит,
хромит, магнетит  и различные сульфиды. ќто очень затруднЯет изучение, а длЯ
того   чтобы   новый   минерал   был   признан,   необходимо   дать   точную
физико-химическую  характеристику,  доказать,  что   он  имеет  качественные
отличиЯ от сходных минералов. Љогда же дело касаетсЯ минералов ценных, а все
платиновые минералы таковы,  Ясное представление о свойствах, размере зерен,
особенностЯх   их  срастаниЯ  и  многом  другом  приобретает  еще  и  важное
практическое   значение.  Џоэтому  не   только  "погонЯ"  за  новыми,  но  и
углубленное изучение уже давно известных минералов не прекращаетсЯ.
     ‘труктура минерала ЯвлЯетсЯ одной из важных  его  характеристик.  ‡ерна
платиновых  минералов,  даже  наиболее  распространенных в  россыпЯх, обычно
мелки и укатаны. Џоэтому лишь в результате многолетнего упорного труда Џ. ‚.
…ремееву  в 1878  году  удалось охарактеризовать формы кристаллов поликсена,
осмистого  иридиЯ   и   иридистого  осмиЯ.  ‚  дальнейшем  его  выводы  были
подтверждены.
     ‚ наше времЯ рентгеноструктурный анализ открыл возможность  определениЯ
структуры минералов даже в мельчайших зернах. “становлено,  что в кубической
сингонии кристаллизованы самороднаЯ  платина, поликсен,  платинистый иридий,
сперрилит   и   многие   другие.  ’етрагональное  строение  характерно   длЯ
ферроплатины, куперита, высоцкита и других, а  минералы  иридиЯ  и  осмиЯ  -
невьЯнскит, сысерскит и родственные им ЯвлЯютсЯ гексагональными.
     ’вердость  платиновых минералов, даже не  образующих крупных выделений,
теперь определена  не  только  по  весьма схематичной  шкале  Њооса, но  и в
абсолютных величинах с помощью микротвердомера,  путем  вдавливаниЯ алмазной
иглы под определенной нагрузкой. ‘амым твердым оказалсЯ самый легкий минерал
лаурит-3150  кгс/мм2 (или  7,8 по  шкале Њооса).  Ќемногим  ему  уступает по
твердости и другой рутениевый минерал-осрутин. Ђ самый мЯгкий (110 кгс/мм2)-
меренскит PdTe2, названный  в  честь Њеренского. „ругие природные соединениЯ
палладиЯ  с  теллуром,  висмутом, свинцом тоже  отличаютсЯ малой твердостью.
’аким  образом,  рутений  и  палладий  занимают  крайние  позиции  по  этому
показателю,  а  в  промежутке  расположены  остальные  члены  семейства. „лЯ
наиболее  распространенных  минералов  характерны  такие  средние   значениЯ
твердости (в кгс/мм2) : ферроплатина - 290, поликсен -  400,  невьЯнскит-620
(длЯ сравнениЯ отметим, что  твердость природного золота - известно более 20
его минералов-находитсЯ в пределах 50-140 кгс/мм2).
     ЊагнитнаЯ  сепарациЯ  -  один  из  важнейших способов  обогащениЯ  руд,
поэтому выЯснению  магнитности  платиновых минералов уделЯетсЯ  значительное
внимание.  “становлено, что  наиболее магнитны  минералы, богатые железом, в
основном -  ферроплатина, ее  зерна притЯгиваютсЯ обыкновенным магнитом,  но
некоторые из  них почему-то не магнитны,  становЯтсЯ  ими  при  значительном
давлении  и снова  утрачивают это свойство  после прокаливаниЯ. Ћбнаруживают
магнитность  и  минералы, не  содержащие железа, например сысерскит, полЯрно
магнитна купроплатина. ќти особенности магнитных свойств, как и многих иных,
еще ждут своего объЯснениЯ.
     €сследованиЯ   последних   десЯтилетий   показали   ошибочность   долго
господствовавшего представлениЯ о том, что в условиЯх земной коры платиновые
металлы способны  образовывать в  сколько-нибудь  значительном масштабе лишь
сплавы между собой и с железом.
     ’еперь  установлено  значительное   распространение  интерметаллическнх
образований  - металлидов. Ћни занимают как бы промежуточное положение между
изменчивыми  по составу сплавами и химическими соединениЯми,  с  характерным
длЯ  них   постоЯнным  целочисленным  соотношением   элементов,   отвечающим
представлениЯм о валентности.
     Љ  металлидам  относЯтсЯ,  например,  минералы,  состоЯщие  из платины,
палладиЯ, олова и свинца.
     ‡амечательный  итог  последнего  периода   изучениЯ  платинидов  -  это
доказанное     широкое     распространение    и    практическое     значение
минералов-невидимок:  арсенидов,  антимонидов, висмутидов,  сульфоарсенидов,
сульфидов, селенидов, теллуридов - химических соединений платиноидов с серой
и ее аналогами.
     ‡ерна, которые еще недавно считали мономинеральными, оказались сложными
сростками. Њир платиновых минералов расширилсЯ, и вместе с этим  выЯснилось,
что   длЯ   платиновых   металлов   характерна   и  "безминеральнаЯ"   форма
существованиЯ,  в  тончайше распыленном, вероЯтно атомарном, состоЯнии,  что
позволЯет им прЯтатьсЯ в кристаллических решетках многих минералов.
     Џознание форм существованиЯ платиновых металлов в природе содействовало
успехам технологии.
     Џравда, она  еще очень сложна, насчитывает свыше 60 трудоемких операций
(дробление,  растворение, магнитнаЯ сепарациЯ, флотациЯ, плавка, термическаЯ
обработка,  электролиз  и  т.д.),  но  уровень извлечениЯ все  же  повысилсЯ
настолько, что в наши дни сульфидные месторождениЯ  платформ стали  основным
источником   платиновых  металлов.  „олЯ  россыпей  теперь  составлЯет  лишь
несколько процентов.
     Џопутное получение  платиновых  металлов  (вместе никелем и  медью)  не
привело пока к их удешевлению.  Ѓолее того, стоимость их растет  (о причинах
этого будет идти речь дальше), и  рациональное  использование становитсЯ все
более  актуальной проблемой. „лЯ решениЯ ее необходимо Ясное представление о
свойствах и строении этих металлов. —то же удалось узнать?


     Њ€ђ Ђ’ЋЊЋ‚

     ‚ истории науки открытие платины оставило Яркий след, подорвав  веру  в
самое  свЯтое  - неподдельность  золота и непогрешимость  Ѓиблии,  развенчав
алхимию. ’акими  негативными  результатами дело не ограничилось.  „альнейшее
изучение   платиновых   металлов   не  только   расширило   возможности   их
практического  применениЯ,  но  и  привело  к  нескольким  поистине  великим
открытиЯм.
     ‚ 1823  году, когда  свойства  платины  уже считали  хорошо изученными,
немецкий  химик €. „еберейнер  продемонстрировал опыт,  который выглЯдел как
фокус  и  вызвал  общее  недоверие.  „еберейнер,  выпускаЯ  из  сосуда струю
водорода, помещал на ее пути тонкодисперсную (губчатую) платину, и тотчас же
водород загоралсЯ сам собой при комнатной температуре и даже на морозе.
     Ћпыт повторЯли многие и убедились  -  подвоха нет. ‘колько  бы  раз  ни
воспламенЯли струю, сколько бы  времени ни горел водород, платина у контакта
с ним остаетсЯ неизменной, сохранЯЯ  свой вес, вид, свойства. ‘ледовательно,
она  не участвует  в  реакции,  так  почему  же тогда,  соприкасаЯсь с  ней,
загораетсЯ водород? Џочему нагреваетсЯ платина?
     ЋбъЯснить  это не смог тогда  никто,  за  исключением,  как  иронически
отметил  автор  открытиЯ, сторонников старой  версии о  том,  что  платина -
творение бесовское.  Ќе  пытаЯсь их  опровергнуть,  „еберейнер  сосредоточил
усилиЯ  на  практическом   использовании  замечательного  свойства,   создав
водородное (или  деберейнерово) огниво  - свинцовый  сосуд, в котором сернаЯ
кислота, реагируЯ  с  цинком,  образует водород. …го  струЯ,  при  выходе из
крана,   соприкоснувшись  с   платиновой   пластинкой,  загоралась.  ѓорение
прекращали, закрыв  кран.  Џри  этом  давление  газа  в  сосуде  возрастало,
оттеснЯЯ  кислоту от цинка, и  образование водорода прекращалось,  пока кран
вновь не будет открыт.
     ’акой быстрый и безопасный  способ получениЯ огнЯ до изобретениЯ спичек
пользовалсЯ  широким  распространением.  Ћгниво  сумели  "миниатюризировать"
почти до размера современной зажигалки.
     Ќовое  свойство  платины привлекло общее внимание и тут выЯснилось, что
первым, правда в менее эффектной форме, его подметил X. „эвн, обнаруживший в
1818 году,  что  в присутствии платины  кислород самопроизвольно  превращает
винный спирт в уксусную кислоту.
     ‚скоре „еберейнер продемонстрировал еще один эффектный опыт: он взрывал
гремучий газ, приближаЯ к нему платину, как волшебную палочку.
     ‚  те  же  годы  другие  исследователи  установили,   что   способность
возбуждать  химические  реакции,  замедлЯть  их  или  ускорЯть  не  ЯвлЯетсЯ
уникальной особенностью платины,  а  присуща и некоторым  другим элементам и
соединениЯм.
     Ѓерцелиус в  1835 году предложил вещества, обладающие  таким свойством,
называть катализаторами (от древнегреческого: разлагать, возбуждать).
     ‚след за огнивом были изобретены каталитические грелки. Ћни применЯютсЯ
и  поныне:  горючее  из   резервуара   по   фитилю  подводЯт  к  платиновому
катализатору. Џод его влиЯнием, взаимодействуЯ с кислородом воздуха, горючее
окислЯетсЯ и  порождает тепло без  образованиЯ пламени,  при  безопасной длЯ
воспламенениЯ температуре.
     ‚  конце прошлого века  был придуман контактный способ получениЯ серной
кислоты  путем  окислениЯ  сернистого газа на  платине.  „лЯ  экономного  ее
расходованиЯ  применили  "пушонку" -  тончайшие  волокна  асбеста,  покрытые
платиновой чернью.
     ‘ той поры катализаторы, платиновые и другие, применЯютсЯ все шире  (об
этом будет  еще речь) и во многом обусловили прогресс химической технологии,
хотЯ причины их "магического"  действиЯ проЯснЯлись очень медленно, вместе с
ростом  знаний о  строении  вещества.  Ћснова  этих  знаний  - периодическаЯ
система элементов „.  €. Њенделеева, ‘ущность ее  общеизвестна  и не требует
поЯснений.  ‡десь надо лишь отметить особую  роль  платиновых металлов  в ее
рождении.  •имиЯ тогда представлЯла,  по  существу,  лишь набор разрозненных
сведений об элементах и их соединениЯх. Џопытки  систематизации базировались
в основном на внешних признаках и успеха не приносили.
     Ћткрытие ‚олластоном  и ’еннантом четырех элементов, спутников платины,
вызвало предположениЯ  о том, что соседство  их не  случайно,  а обусловлено
химической общностью,  но  доказать родство могли  только очень  глубокие  и
трудные сопоставительные исследованиЯ. ‚ыполнить их смог только Љ. Љ. Љлаус.
Ћткрытый  им  рутений внес как бы симметрию в строение  семейства.  заполнил
недостающее звено.  Ќакопленные  за 20 лет упорного  труда  данные позволили
Љлаусу  обосновать,  что  все  эти  металлы по  своим  химическим  свойствам
"ЯвлЯютсЯ членами нераздельной хорошо образованной группы".
     ђезультаты   исследований  Љлауса  привлекли  особое  внимание  „.   €.
Њенделеева.  ‚  1869  году  он  опубликовал  книгу  "Ћсновы химии",  котораЯ
навсегда стала подлинной основой не только химии, но и всех  наук, изучающих
строение   вещества.  ‚   ней  Њенделеев  особо  отметил,  что   в  открытии
периодической системы  путеводной нитью  послужило  "замечательное  сходство
между рЯдами  Pd-Rh-Ru  и Pt-Ir-Os ... установленное  казанским  профессором
Љлаусом".
     ‘ледует напомнить и о том, что платиновые металлы, послужив "путеводной
нитью",  вскоре обратились в  "твердый  орешек",  когда пришлось  Њенделееву
решать, где же их место в периодах и группах системы.
     „анные о свойствах платиновых металлов приведены в таблице 1.
     ЃросаетсЯ  в  глаза наиболее  четкое различие: членов  семейства можно,
почти по —ехову, подразделить на "тонких"  и "толстых"  или на  "тЯжелых"  и
"сверхтЯжелых" (по принЯтой в науке классификации).
     Џри  создании  периодической  системы  „.  €.  Њенделеев  построил  все
элементы в шеренгу по атомному весу, или, применЯЯ современную терминологию,
по  их  атомным  номерам.  ‘емейство  платиноидов  оказалось  в  этом  строю
разорванным на две  триады: рутений (No 44), родий (No 45), палладий (No 46)
и осмий (No 76), иридий (No 77), платина (No 78). ђазделЯют их тридцать иных
элементов, и, следовательно, место этим триадам в разных периодах системы.
     Ћбнаружилась  неоднородность семейства  и по другому важному признаку -
валентности.  Ћна определЯет поведение  веществ  в  химических  реакциЯх,  и
Њенделеев по  этому критерию выделил в системе группы, объединив в каждой из
них элементы с одинаковой максимальной валентностью, равной номеру группы.
     „анные  о валентности показывают,  что и  по этому  признаку  семейство
должно быть  расчленено, но  уже не на триады,  а,  так сказать, поперек,  с
отделением восьмивалентных рутениЯ  и  осмиЯ, а также шестивалентного иридиЯ
от остальных.
     ’ак существует ли вообще семейство?
     ‚еским аргументом  в  его  защиту  Явилось то, что  триады при  всей их
разобщенности во многом сходны, и у каждого "легкого" элемента есть очень на
него похожий тЯжелый "брат", занимающий в  строю аналогичное  место. Џоэтому
триады могут быть объединены  и разделены по  вертикали  на три  диады. ’ак,
"левофланговый"  первой   триады  рутений  по  многим  признакам  сходен   с
"левофланговым" второй триады осмием, оба они отличаютсЯ от остальных  своей
структурой,  самой высокой  температурой  плавлениЯ, наибольшей твердостью и
хрупкостью,  устойчивостью  к  кислотам  и  легче всех  других  соединимы  с
кислородом.  ’акую  же  близость обнаруживают  и  следующие  пары:  родий  с
иридием, палладий с платиной. Ћтчетливо и то, что свойства элементов в обеих
триадах  изменЯютсЯ  закономерно -  от  диады к диаде возрастает  химическаЯ
стойкость, снижаютсЯ температуры плавлениЯ и твердость.
     ‚се это, как  и многочисленные  примеры сходного  поведениЯ платиноидов
при различных химических реакциЯх, подтверждало, что они не случайные соседи
в природе, а подлинные "родственники",  и это в периодической системе должно
быть отображено. Џри  ее  построении выЯвилось, что  каждаЯ  триада имеет на
своем правом фланге "законных" соседей: палладий (No 46) граничит с серебром
(No 47) и платина  (No  78)  с золотом (No 79)  а  на противоположном фланге
соседей  не  оказалось,  там  рЯдом с  рутением  (No  44) и  осмием  (No 76)
пустовали "квартиры", предназначенные длЯ элементов No 43 и No 75.
     Љакими они окажутсЯ? Њожет быть,  где-то затаилось еще два платиноида и
их семейство включает не шесть, а восемь членов  и состоит не из двух триад,
а из двух тетрад?
     ‚озможно и другое.  ‘удЯ по положению в  периодической  системе,  могут
быть в родстве с марганцем и молибденом эти  неизвестные элементы. Њенделеев
условно  назвал  их  экамарганцем  и  двимарганцем  (на  санскритском  Языке
"эка"-один,  "дви"-два),  показав  таким  образом,  какое  предположение  он
считает более вероЯтным.
     Џосле  долгих  раздумий, отвергнув много вариантов, Њенделеев  признал,
что  черты  сходства между платиновыми  металлами ЯвлЯютсЯ  определЯющими, а
различиЯ еще ждут своего объЯснениЯ.
     Њенделеев   решил   отнести   все   платиноиды,   вне  зависимости   от
установленной  максимальной  валентности,  к VIII  группе и разделить  их  в
отличие  от  остальных  на   три  подгруппы.  ’ак  он   отразил  особенность
"триадного"  строениЯ семейства, а симметричным  расположением триад в 5 и 6
периодах показал их взаимосвЯзь.
     ‚се это  вызвало  споры.  Њногие исследователи  считали,  что Њенделеев
поспешил, согласившись с Љлаусом. ЏредполагаЯ, что Ћзанн был на верном пути,
они продолжали  поиск новых  элементов  в  платиновой руде,  и  это  не  раз
порождало  сенсации. ‚ 1877 году  был обнаружен "дэвий", а  два года  спустЯ
"уралий", затем "люций" и "ниппоний". ‚  1903 году  родилсЯ "америлий", а  в
1911-"канадий".  Ќи   одно  открытие  не  подтвердилось,  за  новый  элемент
принимали различные соединениЯ иридиЯ и родиЯ (что  иллюстрирует, как трудно
их изучение).
     ‹ишь  в 1925 году, направив поиск по  иному пути, ‚альтер Ќоддак и  €да
’акке (впоследствии Ќоддак) после трех лет упорного труда  выЯвили сначала в
молибденовой, а затем и в  марганцевой руде ничтожное содержание элемента No
75-рениЯ. Ђ  No 43 оставалсЯ загадкой до 1937 года, когда итальЯнский  физик
ќмилио  ‘егре доказал его  существование и  назвал технецием (искусственным,
по-гречески),  что   вполне   отвечало   сути:  элемент   был  получен   при
бомбардировке молибдена Ядрами тЯжелого водорода-дейтериЯ в циклотроне.
     ђений  и  технеций по рЯду  признаков оказались  близкими к молибдену и
марганцу, и  это  завершило спор о численности платинового семейства. „ругой
спор  -  о  его месте в  периодической  системе  - продолжаетсЯ,  и  попытки
модернизировать   таблицу   Њенделеева   делались    неоднократно.   Џолучил
распространение,  например,  ее вариант, где в VIII  группе оставлены только
рутений и осмий, а остальные платиновые металлы вместе с кобальтом и никелем
помещены по  соседству, но за  пределами  таблицы (что ничего не  менЯет  по
сути).
     Џричины различной валентности, как и многие иные особенности элементов,
„.  €.  Њенделеев  при  уровне  знаний  его  времени  установить  не  мог  и
ограничилсЯ такими  словами:  "‹егко  предположить,  но  ныне пока  еще  нет
возможности  доказать,  что  атомы  простых  тел  суть   сложные   вещества,
образованные сложением некоторых еще меньших частей..."
     ‚се это уже доказано, и накопленные знаниЯ позволЯют объЯснить многое.
     ‘овременные  представлениЯ  об  атомном  строении  платиновых  металлов
отображены в таблице 2, Ћна требует некоторых поЯснений.
     "‹ицо"  элемента  и его место в периодической системе определЯет  зарЯд
Ядра - число протонов, которое  присуще  только ему  и неизменно, пока живет
атом. Љоличество нейтронов в Ядре фиксировано не  так строго, оно может быть
в  пределах,  указанных в таблице. ќто обусловливает существование изотопов,
атомов-"близнецов", одинаковых по химическим свойствам, но разных по атомной
массе и продолжительности жизни.
     ‚се   природные   изотопы  платиновых   металлов   стабильны,  ЯвлЯютсЯ
долгожителЯми  и  мирно   сосуществуют.  Ћднако  теперь   к  ним  добавились
"рукотворные" (радиогенные) изотопы, которые живут мало, но представлЯют длЯ
человечества большую опасность (о них тоже будет еще разговор).
     €зучение  строениЯ атомов  выЯвило  причину уникальной тЯжести платины,
иридиЯ,  осмиЯ  и  резкого  их  отличиЯ   по  этому  признаку  от  остальных
"родственников".
     "ќлектронное  облако",  окружающее Ядро, почти невесомо, и масса  атома
определЯетсЯ  суммой  протонов  и нейтронов.  Ћна  у металлов триады платины
почти вдвое больше, чем у их аналогов триады палладиЯ. Ђ объем атомов у всех
платиноидов почти одинаков и по сравнению со многими другими металлами очень
мал. Џлотность вещества определЯет  соотношение  массы  атома  и его объема.
Њасса наиболее распространенного изотопа платины - 195, а золота -  197,  но
платина тЯжелее потому, что ее масса "втиснута" в  меньший атомный объем (он
равен 9,1  см2/г-атом, а у золота-10,2). “ осмиЯ и  иридиЯ соотношение между
массой  и объемом  атома еще лучше-соответственно  190:8,5  и 192:8,6, и они
чемпионы.  Ќаиболее  насыщено  протонами  и  нейтронами  Ядро урана-238,  но
"квартира"  велика -  12,6 см2/г-атом, и поэтому элемент с  самым  тЯжелым в
природе  Ядром  соревнование  проигрывает,  его плотность "всего  лишь" 19,0
г/см3.
     “стойчивость  любого  атома  обусловливаетсЯ  равенством  между  числом
положительно  зарЯженных протонов Ядра и  окружающих его электронов, несущих
отрицательный  зарЯд. ‘троение  "электронного облака"  неравномерно,  орбиты
движениЯ ориентированы  в пространстве и группируютсЯ в оболочки, каждаЯ  из
которых  предельно  может  вмещать 2<i>n</i>2 электронов, где  <i>п  -</i> номер оболочки,
считаЯ от Ядра. (ЏерваЯ оболочка вмещает 2, втораЯ 8, следующие 18, 32, 50 и
т.д.  электронов.  ‚  таблице  2  показано  их  распределение  на  различных
энергетических уровнЯх каждой оболочки.)
     Љак известно, металлы  отличаютсЯ от неметаллов малым числом электронов
на внешней  оболочке,  что  обусловливает  их  легкий  отрыв  и  превращение
"нейтральных"  атомов в  положительно  зарЯженные ионы. €нтенсивность  таких
процессов во многом определЯетсЯ строением "предвнешних" оболочек.  Џо этому
признаку выделЯют  "непереходные"  элементы  -  у  них  на  всех  внутренних
оболочках  полный  комплект электронов, они  как бы  "свЯзаны"  и неспособны
помогать своим коллегам, "сражающимсЯ" на передовой.
     ’акие  элементы  не  стойки  и  легко  утрачивают самостоЯтельность.  ‚
отличие от них у элементов, называемых переходными, не все внутренние уровни
заполнены электронами, и они  способны перемещатьсЯ, становитьсЯ валентными.
Џри   этом  из  глубин  атома  как   бы  происходит  приток  свежей  "силы".
“становлено,   что  среди  переходных   элементов  лучшими  технологическими
свойствами обладают те, у которых не полностью заполнен уровень <i>d</i> (вольфрам,
молибден,  рений и  др.).  Љ таким d-элементам принадлежат  и все платиновые
металлы  (с  оговоркой,   что  палладий   имеет  такое  строение   только  в
ионизированном  состоЯнии).  ‚ажное отличие платиноидов,  а  также золота  н
серебра от  других  d-элементов  заключаетсЯ  в  том,  что у  них при  малом
заполнении  уровнЯ  <i>d</i>  совсем  не  заполнен "предвнешннй" уровень  <i>f.</i>  ’акое
сочетание  обусловливает особо  широкий диапазон  перемещениЯ  электронов  и
большую энергию свЯзей. ќто отличает благородные металлы от всех иных.
     ‘троение атомов объЯснЯет загадочную  особенность  рутениЯ,  выЯвленную
еще Љлаусом.  Ћказалось,  что по разнообразию валентности рутений - чемпион.
€звестны соединениЯ, в  которых она равна нулю- Ru(CO)n,  единице-Ru(CO)nBr,
двум,  трем, четырем-RuO2 (это наиболее распространенный  вид соединений), а
также  пЯти...  и  т.  д.  до  восьми -  RuO4.  Ќо  и  этими  -  девЯтью!  -
валентностЯми  его способность, как оказалось, не  ограничена.  Љлаусом были
получены  соединениЯ,  строение  которых  не  удавалось  объЯснить  обычными
представлениЯми о валентности.
     ‚ конце прошлого века швейцарский химик Ђ. ‚ернер, развив представлениЯ
Љлауса, создал основы теории комплексных  соединений, в которых  центральное
место  занимает  атом  металла-рутениЯ,   платины   и   других  "склонных  к
комплексообразованию",  способных  крепко  удерживать  не  только  отдельные
атомы,  но   и   лиганды  -  различные  их  соединениЯ  (радикалы,  молекулы
неорганические  и  органические).  ‘троение  таких  комплексов  определЯетсЯ
координационным числом, отражающим, какое количество лиганд центральный атом
может удержать.
     ЏредставлениЯ  ‚ернера  получили  обоснование и  блестЯщее  развитие  в
трудах ‹ьва Ђлександровича —угаева. Ћн создал  много комплексных  соединений
платины, палладиЯ,  никелЯ  и  установил,  что все они  по  своей  структуре
аналогичны   органическим  соединениЯм.  ‘тереохимическими  построениЯми  он
выЯвил  закономерность  расположениЯ  лиганд  в  пространстве   и  обосновал
"правило  циклов", позволЯющее целенаправленно создавать наиболее устойчивые
комплексы.
     ‚  дальнейшем развитии химии комплексных  соединений очень  велика роль
академика  €льи  €льича —ернЯева  и многих других  советских  исследователей
(ћ.Ќ.ѓолованова,  Ђ.  Ђ. ѓринберга, Ћ. …. ‡вЯгинцева,  Ѓ. ѓ. Љарпова,  ‚. ‚.
‹ибединского,  Ќ.  Љ. Џшеницына,  Ќ.  Њ. ‘иницына, ‘. Њ. ‘таростина,  Џ.  €.
ђожкова,  ќ. X.  ”рицмана  ...).  Ћни  не  только  усовершенствовали  методы
получениЯ  платиновых  металлов,  но  и  создали  сотни  их  соединений,  не
существующих  в  природе,  расширив  тем самым возможности химии и  техники.
ѓлубоко  разработана  ими  теориЯ  комплексных соединений.  “становлено, что
платиновые  металлы -  лучшие  комплексообразователи, вступающие  в  сложные
свЯзи - ковалентные, дативные, в которых участвуют не  одна, а несколько пар
электронов.  Џричина  этого  - незастроенность  уровнЯ <i>d,</i>  она  особо  резко
выражена  у  рутениЯ,  что  и определЯет  его  "чемпионство"  (уже  получены
нитрозосоединениЯ рутениЯ  с восемнадцатиэлектронной конфигурацией  молекул,
обладающие  уникальной термической  и химической  стойкостью). €меют  важное
применение  и  комплексные  соединениЯ  роднЯ,  но  на  первом  месте  и  по
количеству (их сотни), и по практическому значению комплексы, основу которых
составлЯет платина.
     ‡начение  комплексных соединений в  науке  и технике так велико, что  к
числу  важнейших  "заслуг"  платиноидов  надо  в  один   рЯд   с   открытием
периодического закона и Явлений катализа поставить и координационную химию.
     ‘ помощью рентгеновских, электронных и других способов проникновениЯ  в
глубь вещества установлено, что многие свойства обусловлены не особенностЯми
отдельных атомов, а строением их  совокупности - кристаллов.  Ћни  возникают
под воздействием  сил свЯзи  между атомами и характерны расположением  их  в
определенном  порЯдке,   который  неодинаков  по  разным  направлениЯм.  —ем
интенсивнее эти  силы, тем плотнее  соприкасаютсЯ  атомы. ‘амаЯ  плотнаЯ  их
упаковка  достигаетсЯ  при  кубической  гранецентрированной  структуре,  где
каждый  атом  окружен  12 ближайшими  соседЯми-восемь  атомов  расположены в
вершинах  куба  и еще  шесть  по  одному  в центре  каждой его  грани. ’акое
строение имеют платина, иридий,  палладий, родий,  а также  золото, серебро,
свинец  и  некоторые  другие   металлы.  ђутений   и  осмий  обладают  менее
совершенной  гексагональной  структурой, что и обусловливает  меньшее их  по
сравнению с другими членами семьи "благородство".
     Ђтомы металлов, если их сравнивать с атомами других элементов, обладают
наибольшей силой свЯзи. ‚следствие  этого  они сближены  так, что их внешние
оболочки перекрывают друг друга. ќто облегчает отрыв  валентных электронов и
превращение   в   узлах   кристаллической  решетки   нейтральных   атомов  в
положительно  зарЯженные  ионы. ЋторвавшиесЯ электроны мчатсЯ с непостижимой
скоростью (20 000 км/сек), бомбЯт ионы, превращаЯ их на миг в  атомы и снова
ускользаЯ.    Ќепрерывный    обмен    "коллективизированными"    электронами
обусловливает пластичность  металлов. Џри  относительном  перемещении  ионов
свЯзь их с такими электронами не ослабевает, и  поэтому изменение формы тела
происходит без разрушениЯ. Џлатина в  этом  отношении - чемпион, предел,  до
которого может быть растЯнута ее нить, еще не установлен.
     ‚ысокаЯ      электропроводность      металлов     также     обусловлена
"коллективизированными"   электронами.   ‚   "нейтральном"    металле    они
перемещаютсЯ по всем направлениЯм равномерно, но при подключении к источнику
электроэнергии их движение становитсЯ направленным к положительному полюсу и
скорость  возрастает.  Џо  сравнению  с  веществами, не  имеющими  свободных
электронов, проводимость металлов больше в 1025 раз. Ќаилучшей проводимостью
обладают  серебро,  медь,  золото.  Џлатиноиды им уступают, но  у  них самое
низкое значение величины удельного электросопротивлениЯ.
     ‘пособность металлов  проводить теплоту при нагревании  пропорциональна
их  электропроводности,   потому  что  тепло  тоже   в  основном  передаетсЯ
электронной  средой. “  неметаллов,  в  которых тепло  распространЯетсЯ лишь
колебанием ионов и атомов кристаллической решетки, теплопроводность в тысЯчу
раз   ниже.  Џри   нагреве  возрастают   колебательные  движениЯ   ионов   и
соответственно затруднЯетсЯ  движение "коллективизированных" электронов. ќто
приводит к росту электрического сопротивлениЯ (у  платиноидов оно возрастает
в 3-5  раз при температурах, превышающих 1200° ‘). ‘ повышением  температуры
теплопроводность снижаетсЯ у всех платиновых  металлов, за исключением самой
платины (объЯснение этому еще не найдено).
     ќнергией   межатомных  свЯзей  определЯетсЯ  тугоплавкость  металлов  -
качество, необычайно важное  длЯ  современной техники, работающей в условиЯх
высоких   температур:  головные  части  ракет,   пробивающие   плотные  слои
атмосферы,  сопла  ракетных двигателей  и  газовых турбин  и  т. д. —ем выше
температура, тем  сильнее раскачиваетсЯ кристаллическаЯ  решетка, и металлы,
имеющие, например, гексагональное строение, расширЯЯсь  резко неодинаково по
различным   направлениЯм,   быстро  разрушаютсЯ.  ‘реди   металлов  наиболее
устойчивой,  кубической  структуры  самые  выносливые те, у  кого  энергично
работают электроны с  уровнЯ <i>d.</i> —емпион по тугоплавкости-вольфрам (3380° ‘),
но он не жаростоек.  “же при 700° ‘ вольфрам начинает  "потеть", покрывающаЯ
изделиЯ прочнаЯ пленка его окисла улетучиваетсЯ.
     Џоэтому  он чемпион лишь в  условиЯх вакуума или в  атмосфере  инертных
газов, а во всех более трудных условиЯх незаменимы платиноиды.
     „олгое  времЯ  металлы  удавалось сопоставить  только  по их физическим
свойствам (плотность,  твердость,  магнитность и т. д.). ќтого недостаточно,
чтобы  предвидеть  их   поведение  при   различных   химических   процессах.
ђазработать  объективный  критерий  длЯ  сопоставлениЯ  "силы" металлов,  их
активности, удалось харьковскому  профессору Ќ. II. Ѓекетову. ‚ 1865 году он
опубликовал  i  "€сследованиЯ   над  Явлением  вытеснениЯ  одних   элементов
другими",  в  которых  приведены  результаты  воздействиЯ  водорода  на соли
различных металлов, что позволило построить "вытеснительный рЯд" по скорости
и  направленности процесса  (теперь  его  называют "электрохимическим  рЯдом
напрЯжении", последовательность  в котором  определЯетсЯ величиной  энергии,
необходимой,  чтобы оторвать от  атома один электрон).  Џо  трудности  этого
отрыва платина вместе  с золотом стоЯт  на самой  высокой  ступени.  Ѓекетов
присудил  платине  "пальму  первенства"  как  сочетающей  в  себе химическую
стойкость золота, тепло- и электропроводность серебра и  превосходЯщей их по
механической прочности и жаростойкости.
     Џознание  строениЯ вещества несколько  проЯснило  причины "магического"
воздействиЯ  катализаторов. “становлено, что  длЯ  них типична разнообразнаЯ
конфигурациЯ  кристаллов, ступенчатость  их строениЯ, расположение атомов не
только  на  плоских гранЯх, но и на ребрах, где они окружены  меньшим числом
соседей  и  способны  взаимодействовать  особенно  энергично.  Љак  показали
специальные   исследованиЯ,   у   платины,   например,  активность   атомов,
расположенных на ребрах, в 60 раз выше, чем у тех, что находЯтсЯ на гранЯх.
     ЃлагодарЯ высокой энергии поверхностных  электронов,  катализаторы  при
соприкосновении с другими веществами вступают  в  мгновенные взаимодействиЯ,
разрывают  их   молекулы   и  тут  же  восстанавливают  свой  состав  (такие
взаимодействиЯ называют промежуточными).
     Љаталитические свойства  наиболее  Ярко  проЯвлены у d-элементов; среди
них  платина  резко выделЯетсЯ  широтой  энергетического  спектра  атомов  и
разнообразием их позиций, что и  определЯет се  замечательную активность при
самых разнообразных процессах.
     “  многих других  катализаторов,  в  том  числе и  у  платиноидов,  эти
качества  проЯвлены  более  узко,  что  и  обусловливает  избирательность их
каталитического воздействиЯ.
     „алеко еще не  все особенности  платиноидов получили свое объЯснение, в
их  числе феноменальнаЯ  способность рутениЯ и палладиЯ сорбировать  водород
(до 1500  кубических сантиметров его  в одном кубическом  сантиметре),  но в
целом  успехи  в  познании  платиновых  металлов  очень велики и значительно
расширили возможности рационального их использованиЯ.


     ‚ ЌЂ€ „Ќ€