Sirkoniy, Gafniy, Vanadiy, Tantal va Niobiy haqida
Davriy jadvalda titandan quyida va uning o‘ng tarafida joylashgan aksariyat elementlar, o‘z xossalariga ko‘ra, ko‘p jihatdan titanga o‘xshaydilar. Faqat ularning tarqalganlik darajasi nisbatan kamroqdir.
Sirkoniy
Ulardan biri – sirkoniy elementi bo‘lib, u odatda shaffof holda uchraydigan va qimmatbaho toshlar safiga kiradigan sirkon minerali tarkibida uchraydi. Sirkon minerali ko‘rinishidan olmos va brilliantlar singari jilvalanib, tovlansa ham, lekin ularchalik sifatli bo‘lmaydi va shu sababli ham bozorda ancha arzon yuradi. Bu elementga nom farang kimyogarlari tomonidan berilgan bo‘lib, aslida u farang tiliga ham portugal tilidan kirib kelgan. Portugal tilidagi sirkon so‘zi esa fors tilidan, fors tiliga esa arab tilidan o‘tgani tarixiy faktlar orqali isbotlangan. Arabchadagi asl ma’nosida «sirkon» so‘zi «sariq» degan ma’noni anglatgan. Chunki sirkon mineralining ayrim turlari sarg‘ish tusda bo‘ladi.
1824-yilda Berselius sirkon mineralidan yangi element ajratib oldi va uni sirkoniy deb nomladi. Shuni ham ta’kidlash joizki, 1789-yildayoq M.X. Klaport ushbu mineral tarkibida metall element mavjudligini aniq aytib bergan edi. Hozirgi kunda esa sirkon minerali aslida sirkoniy elementining silikati, ya'ni, toshi ekanini yaxshi bilamiz.
Davriy jadvaldagi 40-raqamli element sirkoniy, titanga nisbatan 60 barobar, qo‘rg‘oshinga nisbatan esa 10 barobar kamroq uchraydi. Xuddi titan singari u ham tozalanmagan holda olinsa, o‘ta mo‘rt, qattiq metall bo‘ladi. Uni imkon qadar sof holda ajratib olinsa, sirkoniy ham ishlov berishga qulay, qattiq metallga aylanadi. Tarkibida 20% sirkoniy tutadigan ferrosirkoniy qotishmasi metallurgiyada tozalovchi qo‘shimcha sifatida ishlatiladi.
Sirkoniy ham, titan ham jarrohlik amaliyotlarida, singan suyaklarni birlashtirish uchun qo‘llaniladi. Sirkoniy oksidi (ZrO2) o‘tga chidamli material bo‘lib, pechlarni futerovka qilish uchun ishlatiladi. Shuningdek undan emal tayyorlashda ham foydalaniladi. Bundan tashqari, sirkoniy oksidi rentgen nurlarini juda yaxshi yutadi va eng asosiysi, odam organizmi uchun zaharli emas. Shu xossasi sababli, uni oshqozon-ichak traktining rentgenografik tasvirini olishda keng qo‘llaniladi. Qolaversa, seziy oksidi qizdirilganida yorqin oq rang chiqarib nur taratadi va uning bu xossasidan yoritish maqsadlarida va kinofilmlarni proyeksiyalash ishlarida foydalaniladi. Umuman olgan sirkoniy oksidi juda-juda keng miqyosda qo‘llaniladigan kimyoviy moddalar sirasiga kiradi.
Gafniy
Sirkoniy qayerda bo‘lmasin, doimo unga hamrohlik qiluvchi yana bir element mavjud.
Odatda sirkoniyli birikmalarda hech bo‘lmasa 1% miqdorda o‘sha element ham albatta mavjud bo‘ladi. U, davriy jadvalda sirkoniyning shundoqqina ostida joylashgan metall – gafniydir.
Davriylik qonuniga muvofiq, kimyogarlar gafniyni tabiatda mavjud ekanini uning amalda kashf etilishidan ancha yillar avval ham aniq bilishar edi. Sirkoniyga yo‘ldoshlik qiluvchi ushbu elementi amalda olish uchun ko‘plab laboratoriyalarda yuzlab kimyogarlar qattiq urinishgan. 1911-yilda farang kimyogarlaridan biri aynan o‘sha elementni topganini e’lon qilib, katta shov-shuv ko‘targan edi. U hatto o‘zi «kashf qilgan» elementga keltiy deb ham nom qo‘yishga ulgurgan. Lekin keyinchalik ma’lum bo‘lishicha, o‘sha shaxs aslida yolg‘on xabar tarqatgan bo‘lib, aslida u hech qanday yangi element ajratib olmagan ekan. Shundan keyin seziyga yo‘ldoshlik qiluvchi mazkur noma’lum elementni yana naq 11 yil qidirildi
1922-yilda Vengriyalik kimyogar Georg de Xeveshi va Gollandiyalik fizik Dirk Koster hamkorlikda vanihoyat ushbu elementni kashf etishdi. Ular o‘z tadqiqotlarini Daniya poytaxti Kopengagenda olib borishgan. Olimlar Norvegiyadan keltirilgan sirkon minerali ustida tajribalar o‘tkazib, undan o‘sha noma’lum metallni sof holda ajratib olishni uddalashdi. Ular o‘z kashfiyotlari uchun, kashfiyot amalga oshirilgan shahar – Kopengagen nomini berishga qaror qilishgan. Gafniy – Kopengagenning lotincha nomlanishidir.
Ilk davrlarda gafniyni ham nodir metallar safiga kiritilar edi. Biroq, tabiatda gafniy qo‘rg‘oshindan ko‘ra 50% ga ko‘proq tarqalgan bo‘lib, uning atom raqami 72. Agar ta’bir joiz bo‘lsa, sirkoniy va gafniy elementlarini o‘zaro egizak desak ham mubolag‘a bo‘lmaydi. Sababi, tabiatda gafniy va sirkoniydek «o‘zaro ikki tomchi suvdek» o‘xshash boshqa elementlar juftligini topish qiyin. Aynan shu sabab, sirkoniy va gafniyning kashf etilishi muddatlari orasi shunday uzoq (deyarli 1 asr) bo‘lib ketgan. Birining tarkibida juda oz miqdorda uchraydigan va doim unga hamrohlik qiladigan ikkinchi bir elementi topishning o‘zi oson ish emas axir. Bu shuni ham anglatadiki, sirkoniy birikmalarini qo‘llash sohalari uchun gafniy birikmalarini ham bemalol qo‘llasa bo‘ladi. Albatta, bu holatda, nisbatan kamyob bo‘lgan gafniyli birikmalarning tannarxi sirkoniyli birikmalarnikidan ortiqroq, ya'ni, qimmatroq bo‘ladi.
Vanadiy, Tantal va Niobiy
Davriy jadvalda titandan o‘ng tarafda joy olgan elementni 1830 yilda shved olimi N.
G. Sefstryom kashf qilgan. 23 raqamli ushbu elementga kashfiyotchi olimning o‘zi vanadiy deb nom bergan. Bu atama qadimgi zamonlarda Skandinaviya xalqlari sig‘ingan ma’buda – Vanadis nomiga bog‘lab shunday qo‘yilgan. Vanadiy ham tabiatda tarqalganligi jihatdan sirkoniyga o‘xshab ketadi.
Titan, sirkoniy va vanadiy elementlari po‘lat tayyorlashda qo‘shimcha sifatida ishlatiladi. Sirkoniyli po‘lat juda mustahkam va o‘q o‘tkazmas bo‘ladi. Vanadiyli po‘lat esa juda qayishqoq va yengil bo‘lib quyiladi. Bunday po‘latdan tayyorlangan konstruksiyalar zarbalarga nisbatan chidamli va deformatsiyalanmaydigan darajada mustahkam bo‘ladi. Shu sababli ham asosiy zarbani o‘ziga qabul qiluvchi metalokonstruksiyalarni asosan vanadiyli po‘latdan yasaladi. Vanadiyli po‘latga xrom va titan elementlarini ham muayyan miqdorda qo‘shib tayyorlash orqali, o‘ta pishiq hamda yedirilishga chidamli metall qotishmasi tayyorlanadi. Bunday qotishma po‘latdan temiryo‘l relslari tayyorlashda keng foydalaniladi.
Davriy jadvalda vanadiydan quyida joylashgan yana ikkita metall ham deyarli o‘sha yillarda kashf qilingan. Charlz Xettchet ismli ingliz kimyogari 1734 yilda bojxonachilar tomonidan Konnektikuttdan Britaniya muzeyiga jo‘natilgan bir mineralni tadqiq qilayotgan edi. 1801-yilda u mazkur mineral tarkibida fanga noma’lum bo‘lgan metall borligi haqida xulosaga keladi va ushbu metallni Kolumbiy deb nomlashga qaror qiladi. O‘sha zamonlarda shoirlar AQSH mamlakatini badiiy o‘xshatishlar bilan Kolumbiya ham deyishardi. Ular shu tarzda Amerika qit’asini Xristofor Kolumb ochganiga ishora berib o‘tishardi. Xettchet o‘rgangan mineralning kelib chiqishiga ko‘ra bunday atama mantiqan to‘g‘ri bo‘lsa-da, lekin negadir u keyinchalik kimyogarlar orasida ommalashmadi va asta-sekin unutilib ketdi.
Oradan bir yil muddat o‘tib-o‘tmay, aniqrog‘i 1802-yilda Shvetsiyalik kimyogar A. G. Ekerberk tomonidan davriy jadvalda 73-xonani to‘ldirishi lozim bo‘lgan element kashf qilindi.
Ekerberk o‘zi kashf qilgan elementni qadimgi yunon afsonalaridagi qahramonlardan biri – Tantal sharafiga shu nom bilan nomlashga qaror qildi. Afsonalarga ko‘ra Tantal kibrga berilib ketib ma’budlarni haqorat qilganligi uchun zindonband qilingan bo‘lib, unga yer osti saltanatida suvsizlik, ya'ni chanqatish bilan azob berilgan ekan. U bo‘ynigacha suvga tushirib qo‘yilgan. Lekin chanqab endi suv ichmoqchi bo‘lganida suv sathi ataylab pasaytirilgan va Tantal suv ichida tursa-da, lekin suv icholmay azoblangan. Shu sababli yunonlarda hozirgacha «tantalcha chanqoq» degan ibora saqlanib qolgan. Qadimgi afsonalardan yaxshigina boxabar bo‘lgan kimyogar Ekerberg bekorga bu atamani tanlamagan edi. Zero tantal kislotaga botirib, cho‘ktirib qo‘yilsa ham, u bilan aslo birikmaydi.
Tantal kashf etilgach, olimlar kolumbiy borasida shubhaga bora boshlashdi. Ko‘pchilik kimyogarlar yakdillik bilan kolumbiy aslida tantalning boshqacharoq shakli bo‘lsa kerak degan fikrga yondosha boshlashdi. Uzoq davom etgan bahs-munozaralarga 1844-yilda olmon olimi Genrix Roze nuqta qo‘ydi. Qator rad etib bo‘lmas dalil-isbotlar orqali Roze kolumbiy aslida alohida element ekanini barchaga namoyish qildi. Shu bilan birga olim kolumbiyning nomini Niobiyga o‘zgartirib qo‘ydi. Uning ham bu ishda suyangan mantig‘i diqqatga sazovordir. Zero niobiy odatda tantal bilan yonma-yon keladigan element bo‘lib, Niobiy atamasi esa aslida o‘sha afsonalardagi qahramon - Tantalning qizining ismidir. Garchi hozirda butun dunyoda davriy jadvaldagi 41-raqamli element niobiy tarzida keltirilsa-da, lekin AQSHning ko‘plab shtatlarida, ayniqsa Massachusetsda, xususan Konnektukutda hali-hamon uni Kolumbiy deb yuritiladi. Bu ham bo‘lsa, balki tarixiy faktga hurmatdir balki…
Vanadiy, niobiy va tantalning oksidlari qiyin eriydi. Ushbu oksidlar eritmalarda kuchsiz kislotalar tashkil qiladi. Shu sababli ham ularni kislota oksidlari deb ham yuritiladi. Niobiy va tantal nisbatan inert metallardir. Ularni ko‘p o‘rinlarda platina o‘rniga ham qo‘llash mumkin. Chunonchi kimyo va tibbiyot laboratoriyalari uchun chidamli asboblar tayyorlashda ushbu metallar keng qo‘llanadi. Ba’zi jihatlariga ko‘ra esa tantal hatto platinadan ustun ham turadi. Masalan u kislotalar ta’siriga chidamliligiga ko‘ra tantal yaqqol ustunlikka ega. Qolaversa erish harorati ham nisbatan yuqori, ya'ni, 2996 °C ni tashkil qiladi. Elektr lampochkalari endi-endi ommalashayotgan paytlarda uning ichki ingichka spirallarini aynan tantaldan tayyorlanar edi.
Davriy jadvalda vanadiydan quyida joylashgan yana ikkita metall ham deyarli o‘sha yillarda kashf qilingan. Charlz Xettchet ismli ingliz kimyogari 1734 yilda bojxonachilar tomonidan Konnektikuttdan Britaniya muzeyiga jo‘natilgan bir mineralni tadqiq qilayotgan edi. 1801-yilda u mazkur mineral tarkibida fanga noma’lum bo‘lgan metall borligi haqida xulosaga keladi va ushbu metallni Kolumbiy deb nomlashga qaror qiladi. O‘sha zamonlarda shoirlar AQSH mamlakatini badiiy o‘xshatishlar bilan Kolumbiya ham deyishardi. Ular shu tarzda Amerika qit’asini Xristofor Kolumb ochganiga ishora berib o‘tishardi. Xettchet o‘rgangan mineralning kelib chiqishiga ko‘ra bunday atama mantiqan to‘g‘ri bo‘lsa-da, lekin negadir u keyinchalik kimyogarlar orasida ommalashmadi va asta-sekin unutilib ketdi.
Oradan bir yil muddat o‘tib-o‘tmay, aniqrog‘i 1802-yilda Shvetsiyalik kimyogar A. G. Ekerberk tomonidan davriy jadvalda 73-xonani to‘ldirishi lozim bo‘lgan element kashf qilindi.
Ekerberk o‘zi kashf qilgan elementni qadimgi yunon afsonalaridagi qahramonlardan biri – Tantal sharafiga shu nom bilan nomlashga qaror qildi. Afsonalarga ko‘ra Tantal kibrga berilib ketib ma’budlarni haqorat qilganligi uchun zindonband qilingan bo‘lib, unga yer osti saltanatida suvsizlik, ya'ni chanqatish bilan azob berilgan ekan. U bo‘ynigacha suvga tushirib qo‘yilgan. Lekin chanqab endi suv ichmoqchi bo‘lganida suv sathi ataylab pasaytirilgan va
Tantal suv ichida tursa-da, lekin suv icholmay azoblangan. Shu sababli yunonlarda hozirgacha
«tantalcha chanqoq» degan ibora saqlanib qolgan. Qadimgi afsonalardan yaxshigina boxabar bo‘lgan kimyogar Ekerberg bekorga bu atamani tanlamagan edi. Zero tantal kislotaga botirib, cho‘ktirib qo‘yilsa ham, u bilan aslo birikmaydi.
Tantal kashf etilgach, olimlar kolumbiy borasida shubhaga bora boshlashdi. Ko‘pchilik kimyogarlar yakdillik bilan kolumbiy aslida tantalning boshqacharoq shakli bo‘lsa kerak degan fikrga yondosha boshlashdi. Uzoq davom etgan bahs-munozaralarga 1844-yilda olmon olimi Genrix Roze nuqta qo‘ydi. Qator rad etib bo‘lmas dalil-isbotlar orqali Roze kolumbiy aslida alohida element ekanini barchaga namoyish qildi. Shu bilan birga olim kolumbiyning nomini Niobiyga o‘zgartirib qo‘ydi. Uning ham bu ishda suyangan mantig‘i diqqatga sazovordir. Zero niobiy odatda tantal bilan yonma-yon keladigan element bo‘lib, Niobiy atamasi esa aslida o‘sha afsonalardagi qahramon - Tantalning qizining ismidir. Garchi hozirda butun dunyoda davriy jadvaldagi 41-raqamli element niobiy tarzida keltirilsa-da, lekin AQSHning ko‘plab shtatlarida, ayniqsa Massachusetsda, xususan Konnektukutda hali-hamon uni Kolumbiy deb yuritiladi. Bu ham bo‘lsa, balki tarixiy faktga hurmatdir balki…
Vanadiy, niobiy va tantalning oksidlari qiyin eriydi. Ushbu oksidlar eritmalarda kuchsiz kislotalar tashkil qiladi. Shu sababli ham ularni kislota oksidlari deb ham yuritiladi. Niobiy va tantal nisbatan inert metallardir. Ularni ko‘p o‘rinlarda platina o‘rniga ham qo‘llash mumkin. Chunonchi kimyo va tibbiyot laboratoriyalari uchun chidamli asboblar tayyorlashda ushbu metallar keng qo‘llanadi. Ba’zi jihatlariga ko‘ra esa tantal hatto platinadan ustun ham turadi. Masalan u kislotalar ta’siriga chidamliligiga ko‘ra tantal yaqqol ustunlikka ega. Qolaversa erish harorati ham nisbatan yuqori, ya'ni, 2996 °C ni tashkil qiladi. Elektr lampochkalari endi-endi ommalashayotgan paytlarda uning ichki ingichka spirallarini aynan tantaldan tayyorlanar edi.
Keyinchalik u bu o‘rinni volframga bo‘shatib bergan. Zanglamas po‘latga niobiy qo‘shilsa, uning korroziyaga chidamliligi yanada oshadi.