Ko pogledamo elemente periodnega sistema, jih veliko ostane in se imenuje redka zemlja. Je na dnu periodične tabele in brez njih naše življenje ne bi bilo tako, kot vemo. Zaradi teh redkih zemelj je mogoče izdelati večino visokotehnoloških naprav, kot so mobilni telefoni, računalniki itd.
V tem članku vam bomo povedali vse, kar morate vedeti o redkih tleh, njihovih značilnostih in pomenu.
Glavne značilnosti
Kot smo že omenili, te kovine niso tako redke, kot pove njihova imena, vendar jih je težko pridobiti. In običajno se ne kopičijo v mineralih. Če združimo to redko kovino z zahtevami visokotehnoloških aplikacij, pride do vseh vrst gospodarskih in političnih zapletov, zaradi katerih so redke zemlje zelo zanimive.
Gre za vrsto kemičnih elementov, ki najdemo v zemeljski skorji in so ključnega pomena za številne tehnologije, ki jih imamo danes. Na primer, redke zemlje se uporabljajo v številnih potrošniški elektroniki, računalnikih in omrežjih, komunikacijah, čisti energiji, zdravstvenem varstvu, blažitvi okoljskih posledic, obrambi, naprednem prevozu in še več.
Zelo so znani po svojih magnetnih, luminiscenčnih in elektrokemičnih lastnostih. To so edinstveni atributi in vsi ti elementi pomagajo številnim tehnikam ne le učinkovito delovati, ampak tudi prihraniti težo. Prav tako lahko zmanjšamo emisije in porabo energije. Na ta način, dosežemo trenutno tehnologijo z večjo učinkovitostjo, zmogljivostjo, hitrostjo, vzdržljivostjo in toplotno stabilnostjo. Izdelki, ki vsebujejo tehnologijo redkih zemelj, pomagajo spodbujati svetovno gospodarsko rast, hkrati pa ohranjajo visok življenjski standard in celo rešujejo življenja.
Lastnosti redkih zemelj
Oglejmo si redke zemlje in njihove lastnosti, vemo, da niso posebej redke glede na njihovo številčnost v zemeljski skorji. Vendar pa so njegove edinstvene lastnosti posledica njegove atomske strukture. Imajo elektronske konfiguracije, ki jih razlikujejo od drugih elementov v periodnem sistemu. Medtem ko imajo vse redke zemlje nekatere pomembne lastnosti, so druge bolj specifične za določene elemente. Najdemo jih skupaj z minerali in kamnine in jih je zaradi kemijske podobnosti težko ločiti drug od drugega. To se imenuje kemična koherentnost.
Redke zemlje so postale zelo znane po svojih kemičnih lastnostih, ki so obdarjene s številnimi praktičnimi uporabami. So specifični za določene elemente, zato je treba premagati izziv, da jih lahko ločimo.
Poleg atomske strukture obstajajo različne vrste redkih zemelj, ki temeljijo na njihovih kemičnih lastnostih. Velikost je tudi prepoznavna lastnost. Atomska velikost lantanidov se z naraščanjem atomskega števila zmanjšuje. To povzroči, da se lažje redke zemlje ločijo od težjih redkih zemelj. In oba sta proizvedena z različnimi minerali.
Na primer, če omenimo lutecij, ugotovimo, da lahko lažje nadomesti druge elemente v mineralih, kjer so razpoložljiva mesta razmeroma majhna. Spojine redkih zemelj so običajno ironične in zelo stabilne. Med oksidi najdemo nekatere najbolj stabilne. Večina lantanidov ima trivalentno stanje.
Razvrstitev redkih zemelj
Poglejmo, katere so različne klasifikacije, po katerih so ti elementi razdeljeni. Prvi so lantanoidi, ki jih uvrščamo med lahke redke zemlje. Poglejmo, kaj so:
- lantana
- cerijev
- praseodim
- neodim
- prometius
- samarij
Po drugi strani imamo težke redke zemlje, ki so naslednje:
- evropija
- gadolinij
- terbij
- disprozij
- holmij
- erbij
- tulij
- itterbij
- lutecij
Edini element na celotnem seznamu, ki Prometij, ki ga v naravi ne najdemo. Vemo, da so vsi izotopi prometija radioaktivni, zato lahko nastane le v jedrskih reaktorjih. Na Zemlji ga v naravi ni mogoče najti.
Lantanidi in njihov pomen
Seveda veste za lantanide, ko ste preučevali periodično tabelo, zaradi katere ste radovedni. To so zelo pogosti elementi v zemeljski skorji in jih je pogosto težko pridobiti. Ne samo, da jih je težko pridobiti, ampak se uporabljajo tudi v velikih količinah. Običajno so sijoči, običajno srebrni. Ko so izpostavljeni kisiku, imajo veliko te srebrne barve. Zanje je značilna visoka reaktivnost in čeprav niso eksplozivni, hitro pokvarijo, zaradi česar so dovzetni za kontaminacijo z drugimi elementi.
Vemo, da vsi lantanidi ne rjavijo enako hitro. Na primer, lutecij in gadolinij sta lahko dolgo časa izpostavljena zraku brez madežev. Po drugi strani, imamo druge lantanide, kot so lantan, neodim in evropij, ki so zelo reaktivni in jih je treba hraniti v mineralnem olju, da se prepreči meglenje.
Vsi člani serije lantanoidov imajo izjemno gladko teksturo. Veliko jih je mogoče enostavno rezati z nožem in za obdelavo ne potrebujejo težkih orodij. Elementi, ki veljajo za redke zemlje, se ne upoštevajo, ker jih je težko najti. Preprosto se štejejo za redke zemlje, ker jih je težko pridobiti v čisti obliki v zadostnih količinah, da zadovoljijo vse industrijske potrebe. Neuporabni so, če količine, potrebne za proizvodnjo tehničnih izdelkov, ni mogoče pridobiti.
Ta zemljišča imajo resnično nevarnost na trgu, da postanejo prevladujoči proizvodi. Vemo, da ima Kitajska največje zaloge redkih zemelj in jih uporablja. V primerjavi z zemeljsko skorjo jih je veliko, vendar v zaznavnih koncentracijah ali manj pogosti kot večina drugih mineralov.
Zaradi tega je vaša ekstrakcija bolj dragocena. Pričakuje se, da se bo svetovno povpraševanje po redkih tleh povečalo zahvaljujoč za uporabo v avtomobilih, potrošniški elektroniki, energijsko varčni razsvetljavi in katalizatorjih.
So ključni elementi, ker so edinstveni in nenadomestljivi ter se pogosto uporabljajo v zelenih industrijah (električna vozila, hibridi, turbine itd.) za razvoj elementov, kot so računalniki, televizije, laserji z več aplikacijami.
Vendar pa je koncentracija proizvodnje na Kitajskem, ki predstavlja več kot 90 % vsega sveta, zaradi česar so ti elementi še posebej občutljivi na geopolitično okolje in bi lahko privedli do omejene ponudbe bistvenih materialov za evropsko gospodarstvo.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o redkih zemljiščih in njihovih značilnostih.