Kiedy patrzymy na elementy układu okresowego, wiele z nich pozostaje i nazywa się ziemia rzadka. Znajduje się na dole układu okresowego i bez nich nasze życie nie byłoby takie, jakie znamy. Dzięki tym pierwiastkom ziem rzadkich można produkować większość zaawansowanych technologicznie urządzeń, takich jak telefony komórkowe, komputery itp.
W tym artykule powiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o pierwiastkach ziem rzadkich, ich właściwościach i znaczeniu.
Główne cechy
Jak wspomnieliśmy, metale te nie są tak rzadkie, jak sugerują ich nazwy, ale są trudne do wydobycia. I zwykle nie gromadzą się w minerałach. Jeśli połączymy ten rzadki metal z wymaganiami zastosowań zaawansowanych technologii, pojawią się wszelkiego rodzaju komplikacje gospodarcze i polityczne, które czynią pierwiastki ziem rzadkich bardzo interesującymi.
Jest to szereg pierwiastków chemicznych, które znajdują się w skorupie ziemskiej i mają kluczowe znaczenie dla wielu technologii, które mamy dzisiaj. Na przykład pierwiastki ziem rzadkich są wykorzystywane w wielu urządzeniach elektroniki użytkowej, komputerach i sieciach, komunikacji, czystej energii, opiece zdrowotnej, łagodzeniu skutków środowiskowych, obronie, zaawansowanym transporcie i nie tylko.
Są bardzo znane ze swoich właściwości magnetycznych, luminescencyjnych i elektrochemicznych. Są to unikalne atrybuty, a wszystkie te elementy pomagają wielu technikom nie tylko skutecznie funkcjonować, ale także oszczędzać wagę. Możemy również zmniejszyć emisje i zużycie energii. Tą drogą, docieramy do obecnej technologii z większą wydajnością, wydajnością, szybkością, trwałością i stabilnością termiczną. Produkty zawierające technologię ziem rzadkich pomagają napędzać globalny wzrost gospodarczy przy jednoczesnym utrzymaniu wysokich standardów życia, a nawet ratowaniu życia.
Właściwości ziem rzadkich
Przyjrzyjmy się pierwiastkom ziem rzadkich i ich właściwościom, wiemy, że nie są one szczególnie rzadkie pod względem obfitości w skorupie ziemskiej. Jednak jego wyjątkowe właściwości wynikają z budowy atomowej. Posiadają konfiguracje elektroniczne, które odróżniają je od innych pierwiastków w układzie okresowym. Podczas gdy wszystkie pierwiastki ziem rzadkich mają pewne ważne właściwości, inne są bardziej specyficzne dla określonych pierwiastków. Występują razem z minerałami i skały i trudno je od siebie oddzielić ze względu na podobieństwo chemiczne. Nazywa się to koherencją chemiczną.
Ziemie rzadkie stały się bardzo znane ze swoich właściwości chemicznych, które mają wiele zastosowań praktycznych. Są one specyficzne dla określonych elementów, dlatego należy przezwyciężyć wyzwanie związane z możliwością ich rozdzielenia.
Oprócz struktury atomowej istnieją różne rodzaje pierwiastków ziem rzadkich w oparciu o ich właściwości chemiczne. Cechą wyróżniającą jest również rozmiar. Wielkość atomowa lantanowców zmniejsza się wraz ze wzrostem liczby atomowej. To powoduje, że lżejsze pierwiastki ziem rzadkich oddzielają się od cięższych pierwiastków ziem rzadkich. I oba są produkowane z różnych minerałów.
Na przykład, jeśli wspomnimy o lutecie, okaże się, że może on łatwiej zastąpić inne pierwiastki w minerałach, gdzie dostępne miejsca są stosunkowo małe. Związki ziem rzadkich są zwykle żelazne i bardzo stabilne. Wśród tlenków znajdujemy jedne z najbardziej stabilnych. Większość lantanowców ma stan trójwartościowy.
Klasyfikacja ziem rzadkich
Zobaczmy, jakie są różne klasyfikacje, według których te elementy są podzielone. Pierwszą z nich są lantanoidy, które są klasyfikowane jako lekkie pierwiastki ziem rzadkich. Zobaczmy, jakie one są:
- lantan
- cer
- prazeodym
- neodym
- prometius
- samar
Z drugiej strony mamy ciężkie metale ziem rzadkich, które są następujące:
- europ
- gadolin
- terb
- dysproz
- holmium
- erb
- tul
- iterb
- lutet
Jedyna pozycja na całej liście, która nie występujący naturalnie jest promet. Wiemy, że wszystkie izotopy prometu są radioaktywne, więc może powstać tylko w reaktorach jądrowych. Nie można go znaleźć naturalnie na Ziemi.
Lantanowce i ich znaczenie
Oczywiście wiesz o lantanowcach, kiedy studiowałeś układ okresowy pierwiastków, który cię zaciekawił. Są to bardzo powszechne pierwiastki w skorupie ziemskiej i często są trudne do wydobycia. Nie tylko są trudne do wydobycia, ale są również używane w dużych ilościach. Zazwyczaj są jasne, zazwyczaj srebrne. Po wystawieniu na działanie tlenu mają dużo tego srebrnego koloru. Charakteryzują się dużą reaktywnością i choć nie są wybuchowe, szybko matowieją, co czyni je podatnymi na zanieczyszczenie innymi pierwiastkami.
Wiemy, że nie wszystkie lantanowce matowieją w tym samym tempie. Na przykład lutet i gadolin mogą być wystawione na działanie powietrza przez długi czas bez barwienia. Z drugiej strony, mamy inne lantanowce takie jak lantan, neodym i europ, które są bardzo reaktywne i muszą być przechowywane w oleju mineralnym, aby zapobiec parowaniu.
Wszystkie produkty z serii lantanowców mają wyjątkowo gładką konsystencję. Wiele z nich można łatwo wyciąć nożem i nie wymagają do obróbki ciężkich narzędzi. Pierwiastki uważane za pierwiastki ziem rzadkich nie są brane pod uwagę, ponieważ są trudne do znalezienia. Są po prostu uważane za pierwiastki ziem rzadkich, ponieważ trudno je wydobyć w czystej postaci w ilościach wystarczających do zaspokojenia wszelkich potrzeb przemysłowych. Są bezużyteczne, jeśli nie można uzyskać ilości potrzebnych do wytworzenia produktów technicznych.
Ziemie te mają realne niebezpieczeństwo na rynku, że staną się produktami dominującymi. Wiemy, że Chiny posiadają największe rezerwy ziem rzadkich i wykorzystują je. Występują obficie w stosunku do skorupy ziemskiej, ale w wykrywalnych stężeniach lub rzadziej niż większość innych minerałów.
To sprawia, że twoja ekstrakcja jest bardziej wartościowa. Oczekuje się, że globalny popyt na pierwiastki ziem rzadkich wzrośnie dzięki do zastosowania w samochodach, elektronice użytkowej, energooszczędnym oświetleniu i katalizatorach.
Są kluczowymi elementami, ponieważ są unikalne i niezastąpione i są szeroko stosowane w zielonych gałęziach przemysłu (pojazdy elektryczne, hybrydy, turbiny itp.) do opracowywania elementów takich jak komputery, telewizory, lasery o wielu zastosowaniach.
Jednak koncentracja produkcji w Chinach, która reprezentuje ponad 90% światowej sumy, sprawia, że elementy te są szczególnie wrażliwe na środowisko geopolityczne i mogą prowadzić do ograniczonej podaży surowców niezbędnych dla gospodarki europejskiej.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o ziemiach rzadkich i ich właściwościach.