แผ่นดินหายาก

เมื่อเราดูองค์ประกอบของตารางธาตุ หลายๆ ธาตุยังคงอยู่และถูกเรียกว่า แผ่นดินหายาก. มันอยู่ด้านล่างสุดของตารางธาตุ ถ้าไม่มีพวกเขา ชีวิตของเราก็ไม่เหมือนเดิมอีกต่อไป ด้วยแร่หายากเหล่านี้ ทำให้สามารถผลิตอุปกรณ์ไฮเทคส่วนใหญ่ได้ เช่น โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ ฯลฯ

ในบทความนี้ เราจะบอกคุณทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับธาตุหายาก ลักษณะและความสำคัญของธาตุเหล่านี้

คุณสมบัติหลัก

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว โลหะเหล่านี้ไม่ได้หายากตามชื่อของมัน แต่ยากที่จะขุดได้ และมักจะไม่สะสมในแร่ธาตุ หากเรารวมโลหะหายากนี้เข้ากับความต้องการของการใช้งานที่มีเทคโนโลยีสูง จะมีความยุ่งยากทางเศรษฐกิจและการเมืองทุกรูปแบบที่ทำให้แร่หายากมีความน่าสนใจมาก

เป็นชุดขององค์ประกอบทางเคมีที่ ถูกพบในเปลือกโลกและมีความสำคัญต่อเทคโนโลยีหลายอย่างที่เรามีในปัจจุบัน. ตัวอย่างเช่น แรร์เอิร์ธถูกใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค คอมพิวเตอร์และเครือข่าย การสื่อสาร พลังงานสะอาด การดูแลสุขภาพ การบรรเทาสิ่งแวดล้อม การป้องกัน การขนส่งขั้นสูง และอื่นๆ

พวกเขามีชื่อเสียงมากสำหรับคุณสมบัติทางแม่เหล็ก การเรืองแสง และไฟฟ้าเคมี สิ่งเหล่านี้เป็นคุณลักษณะเฉพาะ และองค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้ช่วยเทคนิคมากมายที่ไม่เพียงแต่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังช่วยลดน้ำหนักอีกด้วย เรายังสามารถลดการปล่อยมลพิษและการใช้พลังงานได้อีกด้วย ทางนี้, เรามาถึงเทคโนโลยีปัจจุบันด้วยประสิทธิภาพ สมรรถนะ ความเร็ว ความทนทาน และเสถียรภาพทางความร้อนที่มากขึ้น ผลิตภัณฑ์ที่มีเทคโนโลยีแรร์เอิร์ธช่วยขับเคลื่อนการเติบโตทางเศรษฐกิจทั่วโลก ในขณะเดียวกันก็รักษามาตรฐานการครองชีพที่สูงและยังช่วยชีวิตอีกด้วย

คุณสมบัติของธาตุหายาก

เรามาดูแร่หายากและคุณสมบัติของพวกมันกัน เรารู้ว่าพวกมันไม่ได้หายากเป็นพิเศษในแง่ของความอุดมสมบูรณ์ของพวกมันในเปลือกโลก อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์นั้นเกิดจากโครงสร้างอะตอม พวกมันมีโครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกความแตกต่างจากองค์ประกอบอื่นๆ ในตารางธาตุ ในขณะที่แรร์เอิร์ธทั้งหมดมีคุณสมบัติที่สำคัญบางอย่าง แต่ธาตุอื่นๆ มีความเฉพาะเจาะจงมากกว่าสำหรับองค์ประกอบเฉพาะ จะพบร่วมกับแร่ธาตุและ หินและยากที่จะแยกออกจากกันเนื่องจากความคล้ายคลึงกันทางเคมีของพวกมัน. สิ่งนี้เรียกว่าการเชื่อมโยงกันทางเคมี

ธาตุหายากมีชื่อเสียงอย่างมากในด้านคุณสมบัติทางเคมีซึ่งมีการใช้งานจริงมากมาย สิ่งเหล่านี้มีความเฉพาะเจาะจงสำหรับองค์ประกอบเฉพาะ ดังนั้นความท้าทายในการสามารถแยกพวกมันออกจากกันได้จะต้องถูกเอาชนะ

นอกจากโครงสร้างอะตอมแล้ว ยังมีแร่หายากหลายประเภทตามคุณสมบัติทางเคมี ขนาดยังเป็นลักษณะเด่น ขนาดอะตอมของแลนทาไนด์จะลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ทำให้แรร์เอิร์ ธ ที่เบากว่าแยกออกจากแรร์เอิร์ ธ ที่หนักกว่า และทั้งสองผลิตด้วยแร่ธาตุที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น ถ้าเราพูดถึงลูทีเซียม เราจะพบว่าลูทีเซียมสามารถแทนที่ธาตุอื่นๆ ในแร่ธาตุได้ง่ายกว่า โดยที่ไซต์ที่มีอยู่มีขนาดค่อนข้างเล็ก สารประกอบแรร์เอิร์ ธ มักจะแดกดันและมีเสถียรภาพมาก ในบรรดาออกไซด์ เราพบว่าบางส่วนมีความเสถียรมากที่สุด แลนทาไนด์ส่วนใหญ่มีสถานะไตรวาเลนท์

การจำแนกประเภทของโลกที่หายาก

เรามาดูกันว่าการจำแนกประเภทต่าง ๆ มีการแบ่งองค์ประกอบเหล่านี้อย่างไร ประการแรกคือ lanthanoids ซึ่งจัดอยู่ในประเภท light rare earths มาดูกันว่ามันคืออะไร:

• แลนทานัม
• ซีเรียม
• พราซีโอไดเมียม
• นีโอดิมีโอ
• โพรมีเทียส
• ซาแมเรียม

ในทางกลับกันเรามีดินที่หายากซึ่งมีดังต่อไปนี้:

• ยูโรเปี้ยม
• แกโดลิเนียม
• เทอร์เบียม
• ดิสโพรเซียม
• โฮลเมียม
• เออร์เบียม
• ทิวลิโอ
• อิตเทอร์เบียม
• ลูเทเทียม

รายการเดียวในรายการทั้งหมดที่ ไม่พบตามธรรมชาติคือโพรมีเธียม เรารู้ว่าไอโซโทปของโพรมีเธียมทั้งหมดมีกัมมันตภาพรังสี ดังนั้นจึงสามารถก่อตัวได้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เท่านั้น ไม่สามารถพบได้ตามธรรมชาติบนโลก

แลนทาไนด์และความสำคัญ

แน่นอน คุณรู้เกี่ยวกับแลนทาไนด์เมื่อคุณได้ศึกษาตารางธาตุที่ทำให้คุณสงสัย สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบทั่วไปในเปลือกโลกและมักจะแยกออกได้ยาก ไม่เพียงแต่จะสกัดได้ยากเท่านั้น แต่ยังใช้ในปริมาณมากด้วย มักจะสว่าง มักจะเป็นสีเงิน. เมื่อสัมผัสกับออกซิเจนแล้วจะมีสีเงินจำนวนมาก มีลักษณะเฉพาะด้วยการเกิดปฏิกิริยาสูงและถึงแม้จะไม่ระเบิด แต่ก็ทำให้เสื่อมเสียอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้ไวต่อการปนเปื้อนจากองค์ประกอบอื่นๆ

เรารู้ว่าแลนทาไนด์ไม่ได้ทำให้เสื่อมเสียในอัตราเดียวกันทั้งหมด ตัวอย่างเช่น ลูทีเซียมและแกโดลิเนียมสามารถสัมผัสกับอากาศได้เป็นเวลานานโดยไม่ทำให้เกิดคราบ ในทางกลับกัน, เรามีแลนทาไนด์อื่นๆ เช่น แลนทานัม นีโอไดเมียม และยูโรเพียม ซึ่งมีปฏิกิริยาไวมากและต้องเก็บไว้ในน้ำมันแร่เพื่อป้องกันการพ่นหมอกควัน

สมาชิกในซีรีส์แลนทาไนด์ทุกคนมีเนื้อสัมผัสที่เรียบเนียนมาก หลายคนสามารถตัดด้วยมีดได้ง่ายและไม่ต้องใช้เครื่องมือหนักในการรักษา ไม่พิจารณาองค์ประกอบที่ถือว่าเป็นแร่หายากเพราะหายาก พวกมันถูกพิจารณาว่าเป็นแรร์เอิร์ทเพราะยากต่อการสกัดในรูปแบบบริสุทธิ์ในปริมาณที่เพียงพอต่อความต้องการทางอุตสาหกรรมใดๆ และทั้งหมด พวกเขาจะไร้ประโยชน์ถ้า ไม่สามารถรับปริมาณที่จำเป็นในการผลิตผลิตภัณฑ์ทางเทคนิคได้

ดินแดนเหล่านี้มีอันตรายอย่างแท้จริงในตลาดที่จะกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่โดดเด่น เรารู้ว่าจีนมีแหล่งแร่หายากที่ใหญ่ที่สุดและนำไปใช้ พวกมันมีอยู่มากมายเมื่อเทียบกับเปลือกโลก แต่มีความเข้มข้นที่ตรวจจับได้หรือพบน้อยกว่าแร่ธาตุอื่นๆ ส่วนใหญ่

ทำให้การสกัดของคุณมีค่ามากขึ้น ความต้องการแร่หายากทั่วโลกคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเนื่องจาก เพื่อใช้ในรถยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า หลอดไฟประหยัดพลังงาน และแคทาไลติกคอนเวอร์เตอร์

สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบสำคัญเนื่องจากมีเอกลักษณ์เฉพาะและไม่สามารถถูกแทนที่ได้ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสีเขียว (ยานยนต์ไฟฟ้า, ไฮบริด, กังหัน เป็นต้น) เพื่อพัฒนาองค์ประกอบต่างๆ เช่น คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ เลเซอร์ที่มีการใช้งานหลากหลาย

อย่างไรก็ตามความเข้มข้นของการผลิตในประเทศจีนซึ่ง คิดเป็นกว่า 90% ของทั้งหมดทั่วโลก ทำให้องค์ประกอบเหล่านี้อ่อนไหวเป็นพิเศษต่อสภาพแวดล้อมทางภูมิรัฐศาสตร์ และอาจนำไปสู่การจัดหาวัสดุที่สำคัญสำหรับเศรษฐกิจยุโรปอย่างจำกัด

ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะทำให้คุณได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโลกที่หายากและลักษณะของพวกมัน