Нам уже не раз представлялся случай подробно рассказать о разработанном Менделеевым способе предсказания свойств еще не открытых элементов.Открытие рения — элемента № 75 — еще один пример, показывающий, как научный анализ закономерностей, существующих в отношении свойств элементов, может способствовать целенаправленному научному исследованию.
В 1870 г. Менделеев высказал предположение, что в седьмой группе должны быть еще два элемента: эка-марганец с атомной массой около 100 и дви-марганец с атомной массой около 190. Но все попытки найти эти элементы в природе долгое время оставались безрезультатными. И вот в 1922 г. немецкие химики Вальтер Ноддак (1893-1960 гг.) и Ида Такке (род. в 1896 г.) начали свои опыты по выделению гомологов марганца из платиновых руд.
Почему именно из платиновых руд? Исследователи рассуждали следующим образом: свойства элементов группы марганца с ростом порядкового номера должны изменяться таким же образом, как и свойства соседних групп – хрома и железа. Таким образом, можно было предположить, что в случае эка-марганца и тем более дви-марганца максимальные степени окисления будут более устойчивыми, чем у марганца. Последовательно, сравнивая свойства элементов соседних групп, Ноддак и Такке, ставшие вскоре супругами, делали выводы о прочих важных свойствах еще неизвестных элементов.
Сравнение частоты их встречаемости в земной коре привело к выводу, что искомые гомологи марганца распространены в природе очень мало. Поэтому для их обнаружения аналитическим путем требовалось сначала обогатить руды, в которых они могли бы содержаться. По закономерностям распространения элементов в природе супруги Ноддаки выбрали именно редкие платиновые руды. Но они были дороги и исследователи не могли достать их в нужном количестве, поэтому в скором времени пришлось исследовать окисные минералы, например колумбит (железомарганцевые танталаты и киобаты) и гадолинит (силикат железа, иттрия и бериллия). В этих минералах содержались, хотя и в малых количествах, молибден и рутений, вольфрам и осмий, т.е. соседи элементов № 43 и 75 по менделеевской таблице.
По оценке супругов Ноддак элемент № 75 должен быть распространен в земной коре в полмиллиона раз меньше, чем ниобий. Хотя потом и оказалось, что этот прогноз слишком «пессимистичен», пробы для рентгено-спектрального анализа готовили так, что содержание искомого элемента при обогащении должно было повышаться в сто тысяч раз! И что же, рентгено-спектральный анализ действительно показал, что новый элемент найден. К такому выводу пришли Вальтер Ноддак, Ида Такке и их ассистент Отто Берг в 1925 г. При этом ошибка в рассчитанной длине волны рентгеновской линии элемента не превышала тысячной доли ангстрема.
В честь земли Рейнланд, родины Иды Такке, элемент № 75 получил название «рений». Супруги Ноддаки полагали, что обнаружили в продуктах обогащения и элемент № 43, который они назвали «мазурием». Однако позже выяснилось, что это не так. Эка-марганец был получен лишь в 1936 г. искусственным путем и получил название «технеций», но об этом мы расскажем в дальнейших разделах.
При систематической проверке большого числа минералов на возможное содержание рения супруги Ноддак выяснили, что относительно много этого редкого металла содержится в молибденовом блеске. В 1928 г. им удалось выделить из 660 кг молибденового блеска 1 г почти чистого рения, что позволило точно исследовать его свойства. А потом химик Вильгельм Файт (1867-1956 гг.) послал супругам Ноддак немного раствора, получившегося при обработке мансфельдских медных руд. В этом растворе было много молибдена, но Фант считал, что в нем содержится и рений. И в самом деле, жазалось, что раствор содержит примерно 1,5 % рения. Тогда Файт начал разрабатывать отвалы мансфельдских заводов и еще в 1929 г. сумел получить первые 100 кг перрената калия. Годом позже было получено еще 120 кг этого соединения. Так мансфельдские медные шахты еще раз подтвердили свою репутацию сокровищницы редких металлов.
Хотя содержание рения в земной коре и невелико — всего 0,001 г/т, в ГДР этот важный металл имеется в достаточных количествах (Мансфельдское месторождение).
