Skandinaviya elementlari

1794-yili asl millati fin bo‘lgan Yoxann Gadolin ismli olim, Shvetsiyaning Itterbyu shaharchasi yaqinidan ilgari ilm-fanga noma’lum bo‘lgan, yangi mineral topib oldi. Gadolin shaharcha nomiga ishora qilgan holda, ushbu topilmani ittria deb nomlagan edi. Sinchiklab tekshirishlar orqali, olim ushbu mineral tarkibida kimyogarlarga shu choqqacha noma’lum bo‘lgan kimyoviy element mavjudligini ham aniqladi. Tabiiyki, ushbu kimyoviy elementni ham, o‘sha shaharcha nomi bilan ittriy deb atay boshlashdi.

Biroq, ittriyning kashf qilinishi haqidagi hikoya shuning o‘zi bilan yakunlanmagan. Ba’zi paytlarda ittriy jahonning eng nufuzli kimyogarlarini ham boshi berk ko‘chaga olib kirib qo‘ygan bo‘lib, uning atrofidagi bahslar ancha uzoq davom etgan.

Chunonchi, 1843-yilda Karl Mosander (1797-1858) itterbia mineralini tarkiban turli xil bo‘lgan uchta alohida qismlarga kimyoviy parchalashga muvaffaq bo‘ldi. Bu mohiyatan bir-biridan boshqa-boshqa bo‘lgan uch xil kimyoviy elementlar edi. Ularning birinchisiga Mosander mineralning nomini qoldirdi. Ya’ni, uni ittriy deb atashni davom ettirdi. Qolgan ikkita yangi kimyoviy elementlarga esa, u ham o‘sha shved shaharchasining nomini boshqa talqinlarini biriktiridi. Ya’ni, Mosander terbia tarzida terbiy elementiga, hamda, erbia tarzida erbiy elementiga nom berdi. Shu tarzda, kichkinagina Itterbyu shaharchasining nomidan birato‘la uchta kimyoviy element nomi yasaldi.

Ushbu hodisa sabab bo‘ldi-yu, kimyogarlar shu va shunga o‘xshash minerallar tarkibidan yangi kimyoviy elementlarni kashf eta boshladilar. Shu tariqa, turli minerallar tarkibidan, davriy jadvalda 57-raqamli elementdan boshlab, 71-raqamli elementgacha bo‘lgan ketma-ket 15 ta kimyoviy elementlar seriyasi kashf qilindi.

Mazkur 15 element kimyoviy va fizik xossalariga ko‘ra, bir-biriga juda o‘xshashdir. Ayniqsa, ularning kimyoviy xususiyatlarini o‘zaro farqlab olish o‘zi mushkul ish. Bu holat esa, kimyogarlarni juda-juda chalg‘itib, ularni uzoq yillar mobaynida ushbu muammo ustida bosh qotirishga majbur qilgan. Mazkur 15 kimyoviy elementning xossalari shunga ishora qiladiki, ularning barchasi, davriy jadvalda bitta katakchada, yoki, ittriydan pastki qatorga joylanishi kerak. Bu esa, o‘sha paytgacha to‘g‘riligiga shubha uyg‘onmagan davriy jadvalga nisbatan ishonchsizlik keltirib chiqara boshlagandi. Ayniqsa, XIX asr oxiriga kelib, dunyoning eng kuchli kimyogarlari ham ittriy va unga «qarindosh» bo‘lgan elementlar borasida juda chigal tushunchalar bilan qiynalib yurishardi. Yaxshiki, XX asrning dastlabki yillarida ilm-fan olamida elementlarning atom tuzilishi bo‘yicha yetarlicha aniq bilimlar qo‘lga kiritildi. Endi olimlar, nima uchun bu elementlar shu darajada o‘zaro o‘xshashligini bilib oldilar va ularga davriy jadvalda alohida o‘rib ajratildi.

Masalan, 39-raqamli ittriy, har bir atomida 39 tadan elektron tutadi. Agar biz, 1-raqamli element — vodoroddan boshlab butun davriy jadval elementlarini qator tizib chiqsak, unda, yangi elektronlar atomning tashqi qavatlariga qo‘shilishini ko‘ramiz. Elementlarning kimyoviy xossalari, ularda elektronlarning atom atrofida qanday joylashganiga bog‘liq bo‘ladi. 57-raqamli elementdan keyin, muayyan sabablarga ko‘ra, yangi elektronlar atomning tashqi elektron qavatlariga emas, balki, ichki elektron qavatlariga qo‘shila boshlaydi. Tashqi elektron qavatlardagi elektronlarning joylashuvi esa, 57-elementdan boshlab, 71-elementgacha bir xil saqlanadi. Shundan kelib chiqsak, 57-elementdan boshlab 71-elementgacha bo‘lgan kimyoviy elementlar davriy jadvalda bitta joyni egallashi kerak. Chunki, ularning atomlarida tashqi elektron qavati bir xil. Albatta, ularda ichki elektron qavatlaridagi elektronlarning joylashuvi o‘zaro farq qiladi. Lekin bu narsa, ularning kimyoviy xossalarining o‘zaro farqlanishiga unchalik ham katta ta’sir qilmaydi.

Tasavvur qiling, mahallada 15 ta bir xil qurilgan uy bo‘lib, unda 15 ta bir xil daromad qiladigan oila yashaydi. Ularning farqi faqat uyning ichkarisida mebellarning joylashtirilishida xolos. Siz uyning ichkarisiga sinchiklab qaramas ekansiz, ularning o‘zaro farqini bila olmaysiz.

Xabaringiz bo‘lsa, ilk kimyogarlar metallarning kislorod bilan birikmalarini «yer metallari» ( qisqacha qilib «yerlar») deb nomlashgan. Kalsiy va magniyning oksidlari «ishqoriy yer metallari», vanadiy va titanning oksidlarini esa, «kislotali metallari» deb nomlangan. Bu atamalar hali kimyo fani unchalik rivojlanmagan, atamalar ilmiy tizimlashmagan paytlarda urfga kirib qolgan bo‘lib, shu asnoda, ittriydan boshlab keyingi uning oilasiga mansub elementlarning oksidlarini ham «siyrak yer metallari» deya nomlay boshlashgan. Chunki, ushbu metallarning oksidlari boshqalardan ko‘ra tabiatda ancha kam uchraydi. Shundan kelib chiqib, ittriy oilasi elementlarini kimyogarlar «siyrak yer elementlari» deb nomlashgan.

Biroq, qiziq fakt shuki, barcha siyrak yer elementlarini bir joyga jamlasa, ularning miqdori mis yoki, qo‘rg‘oshindan ko‘p bo‘lib chiqadi. Ushbu oilaga mansub metallardan ba’zilari masalan, qalaydan ko‘proq tarqalgan. Ba’zilari esa haqiqatan ham nodir metallar sirasiga kiradi. Biroq, o‘sha eng kam tarqalgan siyrak yer metallari ham, aslini olganda oltin yoki, platinadan ko‘ra ko‘proqdir.

Ushbu siyrak yer metallaridan uchtasi o‘sha shved shaharchasi — Itterbyu sharafiga nomlanganini yuqorida aytib o‘tdik. Ulardan ittriy birinchi bo‘lib ochilgan bo‘lsa, erbiy va terbiyni Mosander tomonidan 1843-yilda kashf qilingan edi. Itterbyu shaharchasi bilan bog‘liq nomlangan to‘rtinchi elementni 1878-yilda Shveysariyalik kimyogar Jan Sharl Galissar de Marinyak (1817-1894) tomonidan kashf qilingan. Bu davriy jadvaldagi 70-raqamli element — itterbiy bo‘lgan.

Qizig‘i shundaki, jahonning eng yirik va buyuk shaharlarining birortasining nomi ham davriy jadvalga tushmagan. Davriy jadvalga xoh sinchiklab, xoh yuzaki nazar solsangiz ham, unda na Nyu-York, na London, na Rim va na Afina, yoki, Tokio, Shanxay, Berlin, Moskva, Buenos-Ayres, Rio-de-Janeyro, Bag‘dod, Iskandariya kabi birorta ham shaharning nomini biror elementga berilganini aniqlay olmaysiz. Jadvalda zamonaviy yirik shahar nomi berilgan ikkita element mavjud — Lyutetsiy — Parijning qadimgi nomi bo‘lsa, Golmiy — Stokgolmning qisqartirilgan nomidir. Lekin, ko‘rib turibsizki, Shvetsiyaning mazkur kichkinagina, aholisi ham kam sonli bo‘lgan shaharchasining nomi naq to‘rtta elementga berilgan! Tan oling, siz bu shaharning nomini agar kimyo darsliklari orqali eshitmagan bo‘lsangiz, unda na «Dunyo Bo‘ylab» telekanalidagi telesayohat ko‘rsatuvlari ham va na vikipediydagi tasodifiy maqola ham uni sizga tanishtirmagan bo‘lardi… Omad kelsa, shunchalik kelar

Lekin, siyrak yer elementlariga berilgan Skandinaviya yarimoroli bilan bog‘liq nomlar shuning o‘zi bilan cheklanib qolmadi. 1879-yilda shved kimyogari Pyer Teodor Kleve (1840-1905) kashf qilgan yana ikkita element davriy jadvalni to‘ldirdi. U 67- va 69-raqamli elementlarni kashf qilgan edi. 67-raqamli element biz yuqorida tilga olib o‘tgan golmiy elementi bo‘lib, qayd etilgandek u Shvetsiya poytaxti — Stokgolm sharafiga nomlangan. 69-elementni esa olim tuliy deb nomlagan bo‘lib, bu Skandinaviya yarim oroli hududida qadimda gullab-yashnagan davlat — Tula sharafiga shunday atalgan. Shunga ko‘ra, mazkur element nomi etimologiyasini Rossiyaning Tula shahri nomi bilan adashtirmaslik kerak.

Itterbiyni kashf qilganidan ikki yil o‘tib, Marinyak, davriy jadvalda 64-raqam bilan o‘rin olishi lozim bo‘lgan yana bir yangi elementni ochishga muvaffaq bo‘ldi. Bu safar Marinyak, itterbia mineralini topish orqali kimyogarlarga shuncha yangi elementlarni kashf qilishga yo‘l ochib bergan fin olimi Yoxann Gadolinni sharaflashga qaror qildi. Shuning uchun 64-raqamli element gadoliniy deb nomlandi.

Yuqorida aytilganlarni mulohaza qilib ko‘rsak, siyrak yer elementlarining yarmidan ko‘pi Skandinaviya bilan bog‘liq nomlarga egaligini xulosa qilish mumkin. Shu sababli ham, ushbu maqolani «Ittriy — Skandinaviya elementi» deb nomlashga qaror qildim. Menimcha, nom muvaffaqiyatli chiqqan.

Siyrak yer elementlari ichida gadoliniy bir xossasi bilan qolgan turdoshlaridan yaqqol ajralib turadi. Agar, siyrak yer metallarining magnit xossalarini qarab chiqsak, ular ichida gadoliniy «oq qarg‘a», yoki, «otni qashqasi» ekanini ko‘rish mumkin. Ya’ni, gadoliniy siyrak yer metallari ichida, magnit xossasiga ega bo‘lgan yakkayu-yagona metalldir. o‘zi umuman, metallar ichida faqat temir, kobalt va nikel magnit xossasiga ega. Shunga ko‘ra, gadoliniyning texnika uchun ahamiyati o‘ziga xosdir.

Siyrak yer metallari bir-birga favqulodda o‘xshash ekanliklari sababidan, kimyogarlar ushbu elementlarni tanib olishda va ularni farqlashda ko‘p muammolarga duch kelishgan. Buni qanchalik qiyin ekanini tasavvur qilishingiz uchun birgina misol keltirish kifoya. Siz hayotda bir jinsga mansub egizaklarni albatta ko‘rgansiz, to‘g‘rimi? Agar siz o‘zingiz egizaklardan biri bo‘lmasangiz, yoki, egizak farzandning ota-onasi bo‘lmasangiz, ularni bir qarashda, tashqi ko‘rinishidan ajratib olishga ancha qiynalasiz.  Boz ustiga, ular bir xil kiyinib yursa va ovozi, yoki, o‘zini tutishi ham bir xil bo‘lsa bormi, ularni farqlash yanada murakkab yumushga aylanadi. Odatda, biz hayotda uchratadigan egizaklar ikkitalik yoki, uchtalik, kamdan-kam hollarda esa to‘rttalik egizaklar bo‘lishadi. Endi tasavvur qiling, egizaklar ikki yoki uchtalik emas, to‘rttalik ham emas, balki, naq 15-nafar bo‘lsa-chi?! Siz ularni o‘zaro farqlay olmay xunobingiz oshgan bo‘lardi.

Kimyogarlar ham xuddi siz va bizdek odamlar . Shuning uchun, bunday o‘ta chigal holat avvalboshda ularni ham juda-juda xunob qilgan. Ularning bu boradagi chekkan zahmatlari, o‘sha 15-ta egizak elementlarga berilgan ba’zi nomlarda ham o‘z aksini topgan. Chunonchi, Mosander 1839-yilda kashf qilgan 57-raqamli elementni «lantan» deb nomlagan. U lantanni alohida element sifatida ajratib olguncha jismonan ancha horigan ko‘rinadi. Shunga binoan u mazkur elementga «erib ketmoq» degan ma’noda nom bergan. Yana bir siyrak metallni kashf qilgan Lekok de Buabodran (1838-1912) undan ham battar mashaqqat chekkan shekilli, arang kashf etgan elementiga disproziy, ya’ni, «mushkul», «qiyin» deb nom bergan.

Lantan — siyrak yer elementlari ichida eng birinchi va shunga ko‘ra, eng kichik atom raqamiga ega elementdir. Shu sababli, siyrak yer elementlari ko‘pincha lantanoidlar deb ham yuritiladi. Siyrak yer elementlari ichida eng keng tarqalgani ham lantandir. Tashqi ko‘rinishiga ko‘ra lantan ko‘proq temirga o‘xshab ketadi.

59- va 60-raqamli siyrak yer elementlarini 1858-yilda, Avstriyalik olim Karl Auer fon Velsbax (1858-1929) ochgan. 59-raqamli elementni u «yashil egizak» deb nomlagan. Chunki, bu elementning birikmalari odatda yashil rangda bo‘lar edi. «Yashil egizak»ning lotincha nomi prazeodim bo‘lib, kimyogarlar uni shu nom bilan taniydilar. 60-raqamli elementning nomi esa o‘zbekchada «yangi egizak» degan ma’noni anglatadi. Uni davriy jadvalda siz neodim nomi bilan uchratasiz. Aynan shu nomlardan ham ko‘rinib turibdiki, siyrak yer elementlarining o‘zaro juda o‘xshashligi, kimyogarlar uchun chinakam bosh og‘rig‘i bo‘lgan. Shu sababli ham Velsbax har ikkala kashfiyoti nomi uchun «egizak» so‘zini qistirib o‘tgan.

Lantanoidlar qatorida yana bir element — samariyning nomini ham ayrimlar Rossiyaning Samara shahri bilan bog‘liq deb o‘ylaydilar. Bu qisman to‘g‘ri, qisman xato tushunchadir. To‘g‘riligi shundaki, element nomi haqiqatan ham Rossiya bilan bog‘liq. Lekin, u Samara shahri sharafiga emas, balki, samarskit minerali nomidan kelib chiqib nomlangan. Samarskit minerali esa, o‘z navbatida, rus tog‘-kon ishlari muhandisi, polkovnik Vasiliy Samarskiy (1803-1870) familiyasi bilan atalgan. Samariy — eng qattiq siyrak yer elementi bo‘lib, u qattiqligi bo‘yicha hatto po‘latning ayrim turlarini ham ortda qoldiradi.

Siyrak yer elementlarining ayrimlarini kimyogarlar to XX-asr boshlarigacha ham aniqlay olishmagan. Uzoq tanaffusdan keyin, 1901-yilda farang kimyogari Ejen Demarse (1852-1903) tomonidan navbatdagi siyrak yer elementi kashf qilindi. Bu — jadvalda 63-raqam bilan o‘rin olishi lozim bo‘lgan element bo‘lib, uni olim Yevropa qit’asi sharafiga yevropiy deb nomlagan. 1907-yilda esa, yana bir farang olimi Jorj Urben (1872-1938) 71-raqamli elementni ochdi. Ushbu elementni esa, kashfiyotchi o‘z ona shahri — Parij sharafiga lyutetsiy deb nomlagan. Yuqorida aytib o‘tganimizdek, Lyutetsiy bu — Parijning qadimgi nomidir.

Siyrak yer elementlari ichida eng keng tarqalgani bu — 58-raqamli element bo‘lib, bu guruhga mansub elementlar orasida aynan u eng birinchi bo‘lib kashf qilingan. Gap seriy elementi haqida bormoqda. Mazkur elementni avvaliga Martin Genrix Klaport (1743-1817) Germaniyada kashf qilgan bo‘lsa, Shvetsiyada kimyogarlar Yens Yakob Berselius (1779-1848) bilan Vilgelm Xeyzinger (1766-1852) tomonidan sof holda ajratib olingan. Har ikkala kashfiyot deyarli bir vaqtda, 1803-yilda amalga oshirilgan. Astronomiyadan xabardor kishilar yaxshi bilishadiki, 1801-yilda Italiyalik rohib-munajjim Juzeppe Piatssi Serera mitti sayyorasini kashf qilgan edi. Seriyning nomi aynan ushbu sayyora sharafiga qo‘yilgan. Boshqa siyrak yer elementlarida uchramaydigan ayrim xossalari tufayli, turdoshlariga qaraganda seriyni ajratib olish ancha osonroqdir.

Seriy tabiatda nisbatan keng tarqalgan bo‘lib, uni ajratib olish ham unchalik katta mashaqqat talab qilmaydi. Elektr chiroqlari yordamida yoritish hali ommalashmagan zamonlarda odamlar uy va ko‘chalarni yoritish uchun kerosin yoki gazli lampalardan foydalanishar edi. Bunday chiroqlardan taralgan nur sariq rangda bo‘lib, xira va lipillaydigan bo‘lgan. Yoritish sifatini yaxshilash uchun yonayotgan olov atrofiga ko‘pgina teshiklari mavjud bo‘lgan perfosilindr o‘rnatishgan. Bunday silindrni gazoikal panjara deb nomlashgan. Bunday panjaraning ajoyib xossasi bo‘lib, u ichida yonayotgan olovning issiqligi ta’sirida qizib, oq rangda barqaror nur sochib turgan. Eng qizig‘i esa, silindrning nur taratishi, ichkarida yonayotgan olovning nuridan ko‘ra sifatliroq bo‘lgan. Buning sababi, o‘sha panjaraning tarkibida mavjud bo‘lgan seriy oksidi (Ce₂O₃) tufayli bo‘lgan.

Seriy xuddi magniy singari yorqin oq rangi olov bilan yonadi. Bu ham juda foydali jihatdir. Seriy va temirning 3/7 nisbatda o‘zaro qotishmasini nemislar «mishmetal» deb yuritishida. Metallurgiyaga oid xalqaro atamalarda esa, bu qotishmani ferroseriy tarzida uchratish mumkin. Nemislar aytmoqchi bo‘lgan jumlaning ma’nosi «aralashma metall» degani bo‘lib, uning tarkibida seriy va temirdan boshqa yana ba’zi siyrak yer metallari ham kam miqdorda mavjud bo‘ladi. Ushbu qotishmani tez o‘t oldirish zarur bo‘ladigan qurilmalarda, masalan, oddiy maishiy o‘t oldirgichlarda (zajigalka) qo‘llash mumkin. Tamaki chekuvchilarning hamyoni to‘ridan shohona joy olgan o‘t oldirgichlarning g‘ildirakchasi aynan shunday qotishmadan yasaladi. Uni bosh barmoq kuchi bilan aylantirishning o‘zi uchqun chiqishi uchun kifoya qiladi. Uchqun esa benzin bug‘larini alangalatib yuboradi va kashanda tamakisini tutatib oladi .

Siyrak yer elementlarning deyarli hammasi davriy jadvalda ittriydan keyin joylashadi. Lekin ular ichida faqat bittasi, aniqrog‘i, skandiy elementi ittriydan avval, ya’ni, 21-raqam bilan  keladi. Skandiyni 1879-yilda shved kimyogari Lars Frederik Nilson (1840-1899) tomonidan ajratib olingan. Biroq, uning mavjudligini 1869-yildayoq D.I. Mendeleyev aytib o‘tgan edi. Nomdan ham ma’lumki, elementni Skandinaviya yarimoroli sharafiga nomlashgan.

Ushbu maqolada tilga olib o‘tilgan «Skandinaviya» elementlarining barchasi hozirgi zamonda katta amaliy ahamiyatga egadir. Ular asosan o‘ta yuqori aniqlikda ishlaydigan mikro- va nano-elektronika vositalari uchun eng muhim detallarni tayyorlashda qo‘llaniladi. Skandinaviya elementlari, ilmiy tilda aytadigan bo‘lsak, siyrak yer elementlarisiz hozirgi zamonning eng ilg‘or devayslari — ayfon ham, planshetu, superkompyuterlar ham bo‘lmas edi. Shuningdek, ushbu elementlarning ayrimlari shishasozlikda, mahsulotning shaffofligini orttirish uchun qo‘llaniladi. Shisha va oynalarning infraqizil va ultrabinafsha nurlarni o‘tkazadigan yoki, filtrlaydigan maxsus navlarini ham aynan siyrak yer metallari qo‘shib tayyorlanadi. Yana ayrim siyrak yer elementlari kimyo sanoati katalizator sifatida o‘z ahamiyatiga ega. Shuningdek, lazer texnologiyalari va optoelektronikada ham ushbu guruh elementlarining o‘rni katta.

---

Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring: