Kada pogledamo elemente periodnog sustava, mnogi od njih ostaju i nazivaju se rijetka zemlja. Nalazi se na dnu periodnog sustava i bez njih naši životi ne bi bili isti kao što znamo. Zahvaljujući ovim rijetkim zemljama moguće je proizvesti većinu visokotehnoloških uređaja kao što su mobilni telefoni, računala itd.
U ovom članku ćemo vam reći sve što trebate znati o rijetkim zemljama, njihovim karakteristikama i važnosti.
Glavne osobine
Kao što smo spomenuli, ovi metali nisu tako rijetki kao što im imena govore, ali ih je teško rudariti. I obično se ne nakupljaju u mineralima. Kombiniramo li ovaj rijetki metal sa zahtjevima visokotehnoloških aplikacija, postoje razne ekonomske i političke komplikacije koje rijetke zemlje čine vrlo zanimljivima.
To je niz kemijskih elemenata koji nalaze se u zemljinoj kori i kritični su za mnoge tehnologije koje danas imamo. Na primjer, rijetke zemlje se koriste u brojnoj potrošačkoj elektronici, računalima i mrežama, komunikacijama, čistoj energiji, zdravstvu, ublažavanju utjecaja na okoliš, obrani, naprednom transportu i još mnogo toga.
Vrlo su poznati po svojim magnetskim, luminiscentnim i elektrokemijskim svojstvima. To su jedinstveni atributi, a svi ovi elementi pomažu mnogim tehnikama ne samo da učinkovito funkcioniraju, već i uštede na težini. Također možemo smanjiti emisije i potrošnju energije. Ovuda, dolazimo do trenutne tehnologije s većom učinkovitosti, performansama, brzinom, izdržljivošću i toplinskom stabilnošću. Proizvodi koji sadrže tehnologiju rijetkih zemalja pomažu u poticanju globalnog gospodarskog rasta uz održavanje visokog životnog standarda, pa čak i spašavanje života.
Svojstva rijetkih zemalja
Pogledajmo rijetke zemlje i njihova svojstva, znamo da nisu osobito rijetke po svom obilju u zemljinoj kori. Međutim, njegova jedinstvena svojstva su posljedica njegove atomske strukture. Imaju elektroničke konfiguracije koje ih razlikuju od ostalih elemenata u periodnom sustavu. Dok sve rijetke zemlje dijele neka važna svojstva, druga su specifičnija za određene elemente. Nalaze se zajedno s mineralima i stijene i teško se odvajaju jedna od druge zbog kemijske sličnosti. To se zove kemijska koherencija.
Rijetke zemlje postale su vrlo poznate po svojim kemijskim svojstvima, koja imaju brojne praktične namjene. Oni su specifični za određene elemente, tako da se mora prevladati izazov njihovog odvajanja.
Osim strukture atoma, postoje različite vrste rijetkih zemalja na temelju njihovih kemijskih svojstava. Veličina je također prepoznatljiva karakteristika. Atomska veličina lantanida opada s povećanjem atomskog broja. To uzrokuje da se lakše rijetke zemlje odvoje od težih rijetkih zemalja. I oba se proizvode s različitim mineralima.
Na primjer, ako spomenemo lutecij, nalazimo da on može lakše zamijeniti druge elemente u mineralima gdje su raspoloživa mjesta relativno mala. Spojevi rijetkih zemalja obično su ironični i vrlo stabilni. Među oksidima nalazimo neke od najstabilnijih. Većina lantanoida ima trovalentno stanje.
Klasifikacija rijetkih zemalja
Pogledajmo koje su različite klasifikacije prema kojima su ti elementi podijeljeni. Prvi su lantanoidi koji se klasificiraju kao lake rijetke zemlje. Pogledajmo što su:
- lantan
- cerijuma
- prazeodim
- neodim
- prometija
- samarij
S druge strane imamo teške rijetke zemlje koje su sljedeće:
- europija
- gadolinij
- terbij
- disprozij
- holmij
- erbij
- tulij
- itterbij
- lutecij
Jedina stavka na cijelom popisu koja koji se u prirodi ne nalazi je prometij. Znamo da su svi izotopi prometija radioaktivni, pa se može formirati samo u nuklearnim reaktorima. Ne može se prirodno naći na Zemlji.
Lantanidi i njihov značaj
Naravno, znate za lantanoide kada ste proučavali periodni sustav koji vas čini znatiželjnim. To su vrlo česti elementi u zemljinoj kori i često ih je teško izdvojiti. Ne samo da ih je teško ekstrahirati, već se koriste i u velikim količinama. Obično su sjajne, obično srebrne. Nakon što su izloženi kisiku, imaju puno ove srebrne boje. Odlikuje ih visoka reaktivnost, a iako nisu eksplozivni, brzo tamne, što ih čini osjetljivim na kontaminaciju drugim elementima.
Znamo da svi lantanidi ne tamne istom brzinom. Na primjer, lutecij i gadolinij mogu biti izloženi zraku dulje vrijeme bez bojenja. S druge strane, imamo i druge lantanide kao što su lantan, neodim i europij, koji su vrlo reaktivni i moraju se čuvati u mineralnom ulju kako bi se spriječilo zamagljivanje.
Svi članovi serije lantanida imaju izuzetno glatku teksturu. Mnogi od njih se lako mogu rezati nožem i ne zahtijevaju teške alate za obradu. Elementi koji se smatraju rijetkim zemljama ne uzimaju se u obzir jer ih je teško pronaći. Jednostavno se smatraju rijetkim zemljama jer ih je teško ekstrahirati u čistom obliku u dovoljnim količinama da zadovolje sve industrijske potrebe. Beskorisni su ako ne mogu se dobiti količine potrebne za proizvodnju tehničkih proizvoda.
Ove zemlje imaju stvarnu opasnost na tržištu da postanu dominantni proizvodi. Znamo da Kina ima najveće rezerve rijetkih zemalja i da ih koristi. Ima ih u izobilju u odnosu na zemljinu koru, ali u koncentracijama koje se mogu otkriti ili manje uobičajene od većine drugih minerala.
To vašu ekstrakciju čini vrednijom. Očekuje se da će globalna potražnja za rijetkim zemljama porasti zahvaljujući za upotrebu u automobilima, potrošačkoj elektronici, štedljivoj rasvjeti i katalitičkim pretvaračima.
Oni su ključni elementi jer su jedinstveni i nezamjenjivi te se široko koriste u zelenim industrijama (električna vozila, hibridi, turbine itd.) za razvoj elemenata kao što su računala, televizori, laseri s višestrukim primjenama.
Međutim, koncentracija proizvodnje u Kini, koja predstavlja više od 90% ukupnog svjetskog, čini ove elemente posebno osjetljivima na geopolitičko okruženje i može dovesti do ograničene ponude vitalnih materijala za europsko gospodarstvo.
Nadam se da ćete s ovim podacima saznati više o rijetkim zemljama i njihovim karakteristikama.