13.1.4. Краткие исторические сведения
Природные соединения бора, в основном бура, известны с раннего средневековья. Бура под названием «тинкал» ввозилась в Европу из Тибета, ее употребляли при ковке металлов, особенно золота и серебра.
В Европе тинкал называли чаще «бораксом» (Borax) от арабского «baurag» и персидского «bürah». В 1808 г. французские химики Ж.Л. Гей-Люссак и Л.Ж. Тенар выделили простое вещество бор из оксида бора (Ш), нагревая последний с металлическим калием в медной трубке. Они предложили назвать элемент «бора» (Bora) или «бор» (Bore). Г. Дэви, повторивший опыт Гей-Люссака и Тенара, также получил бор и назвал его «бораций».
Вяжущие вещества, содержащие алюминий, известны с глубокой древности. Так, уже в V до н.э. в Египте добывались квасцы, которые древние римляне обозначали словом «aluinen». В 1754 г. немецкий химик А.С. Маргграф выделил из квасцов бесцветную «землю» (оксид алюминия), позже названную глиноземом, так как она была найдена в глине. А.Л. Лавуазье высказал предположение, что глинозем - оксид еще не известного металла. В 1825 г. датский физик Х.К. Эрстед, пропуская хлор через раскаленную смесь глинозема с углем, получил безводный хлорид алюминия и обработал его амальгамой калия при нагревании. Испарив ртуть, он получил металл, по внешнему виду похожий на олово. Так впервые был синтезирован металлический алюминий:
Аl2О3
+ 3С + 3Сl2
2АlСl3
+ 3СО,
АlСl3 + 3K/Hg = Al + 3KCl + 3Hg.
В 1827 г. немецкий химик Ф.Велер также получил металлический алюминий, но более эффективным способом - нагреванием безводного АlСl3 с металлическим калием:
АlСl3 + 3К Al + 3KCl.
В 1807 г. англичанин Г. Дэви, безуспешно пытавшийся получить алюминий электролизом глинозема, дал название предполагаемому металлу «алюмиум» или «алюминум». Все эти названия произошли от латинского «алюмен».
В 1871 г. Д.И. Менделеев предсказал существование неизвестного тогда элемента - аналога алюминия - экаалюминия, и на основе Периодического закона описал основные свойства этого элемента. Он предсказал также, что экаалюминий будет открыт методом спектрального анализа. В 1875 г. французский ученый П.Э. Лекок де Буабодран, исследуя цинковую обманку с горы Пьерфитт (Пиренеи), спектроскопически обнаружил новый элемент, выделил соединения этого элемента и определил некоторые их свойства. Новому элементу он дал название «галлий» - в честь своей родины Франции (латинское «Gallia»).
Из-за недостаточной очистки плотность галлия (4,7 г/см3), определенная Лекок де Буабодраном, не совпадала с предсказанной Менделеевым для экаалюминия (5,9 - 6,0 г/см3). Менделеев написал письмо во Францию, где отмечал это несовпадение. Проведя более тщательную очистку препаратов, французский ученый получил очень хорошее совпадение предсказанной Менделеевым и экспериментально найденной плотности галлия (5,9 г/см3). Открытие галлия явилось величайшим триумфом Периодического закона Менделеева, одним из «укрепителей» которого Менделеев назвал Лекока де Буабодрана.
В 1863 г. директор металлургической лаборатории Фрейбергской горной академии в Саксонии Ф. Рейх и его ассистент Т. Рихтед обнаружили в спектре одного из образцов цинковой обманки две яркие синие линии, не принадлежащие ни одному из известных элементов. Вскоре им удалось выделить из минерала незначительное количество (< 0,1%) нового элемента, который был назван «индием» (от названия древнеиндийской синей краски «индиго»). Первые определения атомной массы и валентности индия были неверными. В 1869 - 1871 гг. Менделеев путем исследования удельной теплоемкости индия и его химических свойств пришел к выводу, что индий должен иметь атомную массу ~114 и по способности образовывать квасцы должен быть отнесен к аналогам алюминия, что полностью подтвердил позднее Г. Мозли с помощью рентгеноскопии.
Таллий был открыт в 1861 г. английским ученым У. Круксом. обнаружившим новую ярко-зеленую линию в спектре отходов сернокислотного производства. Круксу удалось выделить лишь очень малое количество соединения нового элемента, которому он дал название «таллий» (от греческого «таллос» - «молодая зеленая ветвь»). Почти одновременно с Круксом новый элемент открыл французский ученый К.О. Ламп (также спектроскопически и тоже в отходах сернокислотного производства). Ламп получил 14 г металлического таллия и подробно описал его свойства, но его сообщение опоздало на несколько месяцев, и приоритет открытия таллия остался за Круксом.