Kas yraretųjų žemių?
Žmonės turi daugiau nei 200 metų istoriją nuo retųjų žemių elementų atradimo 1794 m. Kadangi tuo metu buvo rasta nedaug retųjų žemių mineralų, cheminiu būdu buvo galima gauti tik nedidelį vandenyje netirpių oksidų kiekį. Istoriškai tokie oksidai buvo vadinami „žeme“, taigi ir retųjų žemių pavadinimas.
Tiesą sakant, retųjų žemių mineralai gamtoje nėra reti. Retosios žemės yra ne žemė, o tipiškas metalo elementas. Jo aktyvus tipas yra tik antras po šarminių metalų ir šarminių žemių metalų. Jų plutoje yra daugiau nei paprasto vario, cinko, alavo, kobalto ir nikelio.
Šiuo metu retųjų žemių metalai plačiai naudojami įvairiose srityse, tokiose kaip elektronika, naftos chemija, metalurgija ir kt. Beveik kas 3–5 metus mokslininkai gali atrasti naujų retųjų žemių metalų panaudojimo būdų, o iš šešių išradimų vienas negali padaryti. be retųjų žemių.
Kinija yra turtinga retųjų žemių mineralų ir užima pirmąją vietą trijuose pasaulio reitinguose: atsargos, gamybos mastas ir eksporto apimtis. Tuo pačiu metu Kinija taip pat yra vienintelė šalis, galinti aprūpinti visus 17 retųjų žemių metalų, ypač vidutinio sunkumo ir sunkiųjų retųjų žemių metalų, kurie yra ypač svarbūs kariniams tikslams.
Retųjų žemių elementų sudėtis
Retųjų žemių elementai sudaryti iš lantanido elementų periodinėje cheminių elementų lentelėje:lantanas(La),ceris(Ce),prazeodimis(Pr),neodimio(Nd), prometis (Pm),samariumas(Sm),europiu(Eu),gadolinio(Gd),terbis(Tb),disprosis(Dy),holmium(Labas),erbis(er),tulis(Tm),iterbis(Yb),liutecis(Lu) ir du elementai, glaudžiai susiję su lantanidu:skandis(Sc) iritris(Y).
Jis vadinamasReta žemė, sutrumpintai vadinama Reta žemė.
Retųjų žemių elementų klasifikacija
Klasifikuojami pagal fizines ir chemines elementų savybes:
Lengvieji retųjų žemių elementai:skandis, itris, lantanas, ceris, prazeodimis, neodimis, prometis, samaris, europais
Sunkieji retųjų žemių elementai:gadolinis, terbis, disprosis, holmis, erbis, tulis, iterbis, liutecis
Klasifikuojama pagal mineralines savybes:
Cerio grupė:lantanas, ceris, prazeodimis, neodimis, prometis, samaris, europis
Itrio grupė:gadolinis, terbis, disprosis, holmis, erbis, tulis, iterbis, liutecis, skandis, itris
Klasifikavimas pagal ekstrahavimo atskyrimą:
Lengvųjų retųjų žemių (P204 silpno rūgštingumo ekstrahavimas): lantanas, ceris, prazeodimas, neodimis
Vidutinės retųjų žemių (P204 mažo rūgštingumo ekstrahavimas):samaris, europis, gadolinis, terbis, disprosis
Sunkiųjų retųjų žemių (rūgštingumo ekstrahavimas pagal P204):holmis, erbis, tulis, iteris, liutecis, itris
Retųjų žemių elementų savybės
Daugiau nei 50 retųjų žemių elementų funkcijų yra susijusios su jų unikalia 4f elektronine struktūra, todėl jie plačiai naudojami tiek tradicinėse medžiagose, tiek aukštųjų technologijų naujų medžiagų srityse.
4f elektronų orbita
1. Fizinės ir cheminės savybės
★ Turi akivaizdžių metalinių savybių; Jis yra sidabriškai pilkas, išskyrus prazeodimą ir neodimį, atrodo šviesiai geltonas
★ Sodrios oksido spalvos
★ Su nemetalais suformuokite stabilius junginius
★ Metalas gyvas
★ Lengvai oksiduojasi ore
2 Optoelektroninės savybės
★ Neužpildytas 4f posluoksnis, kuriame 4f elektronai yra apsaugoti išoriniais elektronais, todėl susidaro įvairūs spektriniai terminai ir energijos lygiai
Kai 4f elektronai pereina, jie gali sugerti arba išspinduliuoti įvairaus bangos ilgio spinduliuotę iš ultravioletinių spindulių, matomų į infraraudonųjų spindulių sritis, todėl yra tinkami kaip liuminescencinės medžiagos.
★ Geras laidumas, galintis paruošti retųjų žemių metalus elektrolizės būdu
Retųjų žemių elementų 4f elektronų vaidmuo naujose medžiagose
1. Medžiagos, kuriose naudojamos 4f elektroninės funkcijos
★ 4f elektronų sukimosi išdėstymas:pasireiškia kaip stiprus magnetizmas – tinka naudoti kaip nuolatinio magneto medžiagas, MRT vaizdo medžiagas, magnetinius jutiklius, superlaidininkus ir kt.
★ 4f orbitinis elektronų perėjimas: pasireiškia kaip liuminescencinės savybės – tinka naudoti kaip liuminescencinės medžiagos, tokios kaip fosforas, infraraudonieji lazeriai, skaiduliniai stiprintuvai ir kt.
Elektroniniai perėjimai 4f energijos lygio kreipiamojoje juostoje: pasireiškia kaip spalvinimo savybės – tinka karštų taškų komponentų, pigmentų, keraminių aliejų, stiklo ir kt. dažymui ir spalvos pašalinimui
2 yra netiesiogiai susijęs su 4f elektronu, naudojant jonų spindulį, krūvį ir chemines savybes
★ Branduolinės charakteristikos:
Mažas šiluminio neutronų sugerties skerspjūvis – tinkamas naudoti kaip branduolinių reaktorių konstrukcinės medžiagos ir kt.
Didelis neutronų sugerties skerspjūvis – tinkamas branduolinių reaktorių ekranavimo medžiagoms ir kt.
★ Retųjų žemių jonų spindulys, krūvis, fizinės ir cheminės savybės:
Grotelių defektai, panašus joninis spindulys, cheminės savybės, skirtingi krūviai – tinka šildymui, katalizatoriui, jutimo elementui ir kt.
Struktūrinis specifiškumas – tinkamas naudoti kaip vandenilio saugojimo lydinio katodinės medžiagos, mikrobangų sugeriančios medžiagos ir kt.
Elektrooptinės ir dielektrinės savybės – tinka naudoti kaip šviesos moduliavimo medžiagas, skaidrią keramiką ir kt
Paskelbimo laikas: 2023-06-06